Possible Room Temperature Ferromagnetism in Hydrogenated Carbon Nanotubes
我们发现氢的引入可以在碳纳米管中诱导出铁磁性。多孔氧化铝模板内生长的多壁碳纳米管含有大密度的缺陷，导致在高温下退火时显著的氢吸收。这种氢结合产生H-络合物和吸附原子磁性，其产生相当大的铁磁矩和接近Tc=1000 K的居里温度。我们研究了氢的掺入条件，温度依赖性的磁性行为，以及铁磁性对纳米管尺寸的依赖性。
2010-03-19 cond-mat.mes-hall
Regenerative Soot: A cusp field, graphite hollow cathode, carbon cluster ion source
本文描述了一种具有特别设计的尖形磁场Bz随半径和θ变化的全碳空心阴极离子源。从这个来源的速度谱表明，碳簇合成发生的源设计，放电参数和炭黑的状态的函数。尖形磁场似乎在源内建立了两个不同的放电区域。第一种是窄的环形环，其为2 mm厚和15-20 mm长，尖点场的轴向和径向范围受限。在这里，源气体电离。碳原子溅射阴极壁，随后被电离。另一个是具有Bz的整个轴向范围的圆柱形等离子体区域。在此区域内，阴极壁上等离子体成分形成碳烟的动力学似乎与碳团簇过程有关
2016-09-18 cond-mat.mes-hall
Evolution of clusters in energetic heavy ion bombarded amorphous graphite-II: formation and fragmentation phenomena
本文研究了高能重离子轰击无定形石墨时团簇的演化及其碎裂机制。不断发展的集群和他们随后的碎片下持续离子轰击揭示通过检测各种集群的能量谱中的直接发射的离子和表面成分之间的碰撞的结果。连续的直接反冲光谱表明，碳碳键形成的能量学以及随后的任何碎裂都与离子路径周围几埃的圆柱体积中的能量耗散过程有关。2个碳原子和双原子碳C2被认为是在这个圆柱体体积中的离子阻止能力的函数。
2016-09-12 cond-mat.mes-hall
A model for flexural phonon dispersion in graphite and graphene
提出了一个简单的石墨（和石墨烯，对应于碳平面之间的无限距离的极限情况）中的弯曲声子模型，其中局部偶极矩被假定为与碳片的曲率成比例。给出了考虑长程偶极相互作用力的色散曲线的显式表达式，并使用理论的单个可调参数拟合到实验数据。预计该参数取决于分子$π$ -轨道的基态构型，对于石墨和石墨烯两者都是相同的。在减少碳片分离（高压）的声子谱显示不稳定性，对应于石墨到金刚石的过渡。由于该模型明确地基于局域偶极距，因此可以证明该模型对于考虑电子-声子相互作用是有用的。
2010-06-01 cond-mat.mes-hall
Comment on: "Revealing common artifacts due to ferromagnetic inclusions in highly oriented pyrolytic graphite", by M. Sepioni, R.R. Nair, I.-Ling Tsai, A.K. Geim and I.V. Grigorieva, EPL 97 (2012) 47001
这一评论解决了Sepioni等人论文中的几个问题，其中指出，几个小组在前几年报道的原始高取向热解石墨（HOPG）中的铁磁性很可能是由于杂质污染。在这篇评论中，给出了明确的论据，说明为什么这种说法是不合理的。此外，它指出，已经有测量使用元素敏感的显微技术，例如X射线磁圆二色性（XMCD），直接证明了石墨中的铁磁性的内在起源，也在原始的HOPG。
2012-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetism in Disordered Graphene and Irradiated Graphite
采用平均场哈伯德模型和第一性原理计算相结合的方法，系统地研究了无序石墨烯和辐照石墨的磁性.通过考虑石墨烯的大尺度无序模型，我得出结论，只有单原子缺陷可以在石墨烯基材料中诱导铁磁性。石墨烯层的保留的堆叠顺序被示出为实现有限的净磁矩的辐照石墨的另一个必要条件。氢的结合和扩散的从头计算和电子-空位复合进一步证实了堆积顺序在质子轰击石墨的$π$ -电子铁磁性中的关键作用。
2008-07-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure and physical properties of 13C carbon composite
本文综述了石墨及其复合材料在科学技术中的应用。结构和电性能，因此生产高强度人造石墨的技术方面和其破坏的动力学被认为是。这些类型的石墨传统上用于核工业。作者主要研究了碳同位素13 C基石墨复合材料的性能。本文以原有的研究成果为基础，着重介绍石墨材料在现代核物理和核科学及其技术应用中的应用和检验的实际问题。作者翻译自Zhmurikov E.I.的俄文专著第5章，Bubnenkov I.A.，Pokrovsky A.S.等. Graphite in Science and Nuclear Technique eprint arXiv：1307.1869，07/2013（BC 2013arXiv 1307.1869Z
2015-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Honeycomb lattice of graphite probed by scanning tunneling microscopy with a carbon nanotube tip
碳纳米管（CNT）针尖是通过化学气相沉积在蚀刻钨丝的顶点处制造的，并用于扫描隧道显微镜。在T=79 K时，用CNT针尖分辨STM图像中的石墨蜂窝晶格。源自CNT的p轨道的优异空间分辨率是STM图像中石墨蜂窝晶格的图像的原因。CNT尖端对于晶格常数小的样品的成像是有用的，并且由于其具有尖锐的p轨道的优越空间分辨率，可以获得具有轨道排序的样品中的轨道信息。
2013-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Cs+ sputtered clusters from multi-walled carbon nanotubes and graphite
实验与多壁碳纳米管和石墨作为目标的负离子源与铯溅射已经表明，纳米半径和微米长度的纳米管可以与微米尺寸的石墨颗粒进行比较，以了解辐射效应，包括碳簇的形成，溅射和由此产生的结构变化。铯在表面上的吸附和高能铯离子的轰击同时被证明在碳原子和团簇的团簇形成和溅射中发挥作用，铯取代的碳团簇作为阴离子。溅射物种的定性和定量输出与它们各自的结构有关。结构的变化显示发生在多壁碳纳米管和看到在SEM显微照片。重轰击多壁碳纳米管的个体特性可能已经让位于合并结构，而重辐照石墨颗粒尺寸对结构的影响需要进一步研究
2016-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Flat Bands near Fermi Level of Topological Line Defects on Graphite
平带在强关联现象的研究中起着重要的作用，如铁磁性、超导性和分数量子霍尔效应。在这里，我们报告的直接实验证据的存在下的平坦带，接近费米能级，在一维拓扑缺陷的石墨被视为一个明显的峰值隧穿态密度。我们的从头计算结果表明，与消失的费米速度的平坦带起源于sp2悬挂键（反键性质）的欠配位的碳原子在缺陷的边缘。我们进一步证明了平坦带的存在可能是石墨烯/石墨的一维缺陷的普遍行为，在缺陷的边缘具有配位不足的碳原子。
2012-07-06 cond-mat.mes-hall
Electronic correlations in graphite and carbon nanotubes from Auger spectroscopy
通过测量石墨和单壁碳纳米管的俄歇谱，并基于扩展的Cini-Sawatzky方法进行新的理论分析，确定了石墨和单壁碳纳米管中的屏蔽库仑排斥。实验的线型是非常好地再现的理论，这使得可以确定的值之间的屏蔽的现场排斥$2p$状态，这是发现在石墨和4.6 eV的纳米管中为2.1 eV。后者是鲁棒的，通过改变纳米管半径从1到2纳米。
2007-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Detecting bulk carbon ferromagnetism in graphene multi-edge structure
本研究通过生长垂直排列石墨烯多边缘结构，结合磁化曲线与XMCD光谱证实室温体碳铁磁性，排除杂质干扰，揭示其源于边缘π电子。
2023-12-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Regenerative Soot-VI: The excited states of neutral and ionized carbon in regenerative sooting discharges
我们报告的机制的生产和中性和单电荷的单原子碳的再生烟灰中的放电参数的函数在石墨空心阴极（HC）源的激发状态。两个明显不同的源配置进行了研究。通过对碳原子不同荷电态能级密度的比较，确定了碳原子自由基在石墨碳烟中的再生特性。
2016-09-17 cond-mat.mes-hall
The Largest Fullerene
本研究针对富勒烯向石墨结构转变的尺寸极限问题，利用AIREBO有效势计算得出最大稳定单壳层富勒烯尺寸为$N=1\times10^4$，更大尺寸下富勒烯洋葱更稳定，且其基态能量与石墨接近，提示其可能是特定温度下大碳粒子的最低自由能态。
2023-04-07 cond-mat.mes-hall
Ion-beam-milled graphite nanoribbons as mesoscopic carbon-based polarizers
研究通过离子束刻蚀抛光边缘的新型石墨纳米带，发现当入射光垂直于c轴时其拉曼模式具有强烈偏振依赖性，并证明该器件可作为碳基片上偏振器，制备方法优于机械抛光。
2023-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Topological characteristics of local atomic arrangements at crystalline-amorphous structural transition in graphite
在球磨过程中，石墨发生了从晶态到非晶态的准连续结构转变。结合X射线衍射分析、反向蒙特卡罗模拟和Voronoi图方法，确定了碳纳米材料结构中短程有序和中程有序的定量特征。高分辨率TEM图像揭示了具有洋葱状结构的球状碳材料的形成。为模拟球磨石墨的原子构型而构造的Voronoi多面体（VP）在拓扑和度量特征上具有非常大的多样性，并且包含大量的5-fold面。通过对VP球度系数Ksph的分析，得出了球磨后碳的结构由石墨状向类金刚石状转变的局部原子排列变化的结论。提出将球度系数作为拓扑有序度的一个参数来定量估计非晶结构的无序度。
2014-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-stationary thermophysical characterization of exfoliated graphite with carbon nanotubes composites
采用化学氧化法和电化学阳极氧化法制备了热膨胀石墨（TEG）/碳纳米管（CNT）复合材料（TEG CNT cs）的片状样品。电子显微镜显示了具有折叠和管状片段的少层石墨烯纳米片的多层结构。利用热脉冲和热波调制方法，通过非稳态光-热释电热物理表征估算了有效热扩散率。与其他碳基热管理材料的比较表明，TEG CNTcs表现出与实际的C聚合物和C-C复合材料的热扩散率，热扩散率和导热率相当。对于TEG CNT cs，声子平均自由程（MFP）和弛豫时间（RT）的评估值在针对有缺陷的石墨烯估计的范围内。的扩散率和渗出率，MFP和RT的值是较低的ECAO获得的较致密的TEG CNT CS和较低的密度TEG CNT CS获得的CO。获得的扩散率和渗出率值指定TEG CNT CS作为合适的热管理材料。
2022-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Counting Rule of Radical Carbon Edge Nano Graphene
为了解释类石墨材料的室温铁磁性，提出了一种新的自由基碳锯齿边纳米石墨烯的磁计数规则。基于密度泛函理论的多自旋态分析表明，最高自旋态是最稳定的。与下一自旋态的能量差超过kT= 2000 K，表明室温铁磁性。在自由基碳的局域自旋密度显示了两倍大的上自旋云，它来自于两个四面体构型的轨道被上下自旋占据。这导致了一个新的磁计数规则，给出一个自由基碳位置的定域自旋Sz=+2/2，而最近的碳位置的Sz= -1/2。应用于五个模型分子，我们可以证实这一磁计数规则。此外，我们还将这一概念推广到了氧取代的锯齿形边被四个电子占据的情况。
2011-05-10 cond-mat.mes-hall
Spin injection and perpendicular spin transport in graphite nanostructures
有机和碳基材料对自旋电子学是有吸引力的，因为它们的小自旋轨道耦合和低超精细相互作用预计会产生大的自旋弛豫时间。然而，相应的自旋弛豫长度不一定是大时，运输是通过弱相互作用的分子轨道。在这里，我们使用石墨作为模型系统和研究自旋输运方向垂直的弱键合石墨烯片。我们实现了高度（75%）的自旋极化电子注入到300-500 nm的石墨纳米结构和高达17 nm厚，并观察运输没有任何可测量的自旋信息的损失。在石墨为基础的自旋阀三明治的局部自旋输运的直接可视化也显示了空间均匀和近统一的传输在费米能级以上的1.8 eV的电子。
2010-05-21 cond-mat.mes-hall
Local Energy Gap in Deformed Carbon Nanotubes
从理论上研究了石墨表面几何形变对导电电子动力学的影响。分析是在变形诱导规范场和相应的变形诱导磁场的框架内进行的。结果表明，后者给出了一个局部的能隙沿变形的纳米管的轴。我们比较我们的能隙的结果与实验数据的能隙在纳米管和豌豆。我们还讨论了两个费米点的混合，并构建了一个一般的模型，包括一个短程变形的石墨片的低能动力学。该模型等价于{ \it U}（1）阿贝尔和{ \it SU}（2）非阿贝尔形变诱导规范场中的Weyl方程。
2005-02-22 cond-mat.mes-hall
Molecular-Scale Hydrophilicity Induced by Solute: Molecular-thick Charged Pancakes of Aqueous Salt Solution on Hydrophobic Carbon-based Surfaces
我们直接观察到分子厚的盐水溶液煎饼在疏水石墨表面的环境条件下，采用原子力显微镜。该观察结果表明盐溶液在石墨表面上具有意想不到的分子级亲水性，这不同于液滴在石墨表面上的宏观润湿性质。有趣的是，煎饼自发地表现出强烈的正电荷行为。理论研究表明，这种带正电荷的煎饼的形成归因于水溶液中的Na+离子与石墨表面上的芳环之间的阳离子-π相互作用，促进了水分子与阳离子一起吸附到石墨表面上;即，Na+离子作为介质，在一侧通过阳离子-π相互作用吸附到石墨表面，同时在另一侧通过水合相互作用在分子尺度上与水分子键合。这些发现表明，关于碳基石墨表面的实际相互作用，包括石墨烯、碳纳米管和生物炭的相互作用，可能与现有理论有显著不同，它们为控制表面润湿性、相互作用和相关的物理、化学和生物过程提供了新的见解。
2014-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.chem-ph
Solid-to-solid phase transition from amorphous carbon to graphite nanocrystal induced by intense femtosecond x-ray pulses
我们提出了一个实验的结果，其中无定形碳的飞秒X射线自由电子激光脉冲照射。830 eV的激光脉冲在材料中诱导相变，其特征在于非原位。通过使用光学Nomarski显微镜测量每个照射区域的表面来确定相变能量阈值。阈值能量密度为282 +/- 11 mJ/cm ^2，对应于131 +/-5 meV/原子的表面吸收剂量。原子力显微镜测量显示照射样品区域的体积膨胀，表明固体到固体的相变。通过使用扫描光电子显微镜和显微拉曼光谱获得了对相变的更深入的了解。光电子显微镜显示石墨化，即从sp3到sp2杂化的改性，辐照材料。显微拉曼光谱显示局部有序的出现，即石墨纳米晶体的形成。最后，考虑到以前的理论和实验结果的相变的性质进行了讨论。
2011-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theoretical Calculation of Shrinking and Stretching in Bond Structure of Monolayer Graphite Flake via Hole Doping Treatment
本文论述了单层石墨的物理学，特别侧重于电子学和结构特性。与以前的单壁碳纳米管电子能带结构计算不同，这里只考虑了弹道石墨板，对于碳键长度的改变，计算是根据空穴掺杂进行的。结果表明，掺杂空穴对键结构起着决定性的作用，并且随着空穴掺杂的增加而变化。
2010-04-23 cond-mat.mes-hall physics.atm-clus physics.chem-ph
Flat Band and Hole-induced Ferromagnetism in a Novel Carbon Monolayer
在最近的实验中，在具有小魔角的扭曲双层石墨烯（TBG）中观察到超导性和相关绝缘态，这突出了费米能附近的平坦带的重要性。然而，TBG的莫尔图案由超过一万个碳原子组成，这不容易用常规方法处理。通过密度泛函理论计算，我们在一个新的碳单分子层中得到了一个位于E $_F$的平带，该碳单分子层被称为十八原子的环石墨二炔。通过对环状石墨炔进行空穴掺杂，使其平带部分被占据，发现空穴掺杂浓度为1/8，1/4，3/8和1/2的环状石墨炔表现出铁磁性（半金属），而未掺杂的环状石墨炔表现出铁磁性（半金属），表明发生了空穴诱导的非磁性-铁磁性转变.计算得到的1/8、1/4和3/8空穴掺杂浓度的环状石墨二炔的电导率比未掺杂和1/2空穴掺杂的环状石墨二炔的电导率高得多。这些结果使cyclicgraphdiyne真正有吸引力。通过对几种单分子碳膜的研究发现，在具有分离或角连接三角形结构的晶格中，只包含最近邻电子的跳跃，可以产生完美的平带，而且平带的色散可以通过次最近邻电子的跳跃来调节。我们的结果揭示了TBG中平带的形成。本研究还提出了通过在碳材料中掺杂平带来操纵磁性的另一种方法。
2020-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
g-B3N3C: a novel two-dimensional graphite-like material
利用第一性原理计算预测了一种新型的六方氮化硼（BN）和石墨烯混合单层的晶体结构。这种材料可以通过硼或氮原子被碳原子均匀地取代在具有空位的石墨BN中来获得。相应的结构由BN六方环连接一个额外的碳原子构成。晶胞由7个原子组成，其中3个是硼原子，3个是氮原子，一个是碳原子。它表现出与石墨烯类似的空间结构，因此被称为g-B3 N3 C。与碳键形成相关的两种稳定拓扑类型，即，C-N或C-B键。有趣的是，不同的基态的每一种类型，这取决于C-N或C-B键，电子带隙，以及在这种材料的磁性已被系统地研究。我们的工作展示了对二维纳米结构的电子性质的实用和有效的访问，为解决带隙工程器件和自旋电子学中的开放性基本问题提供了一种方法。
2012-11-07 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Evolution of clusters in energetic heavy ion bombarded amorphous graphite
采用高能重离子轰击无定形石墨的新技术制备了碳团簇。簇的演变和它们随后的碎片下持续的离子轰击揭示通过检测各种簇中的能量谱的直接反冲发射的离子和表面成分之间的碰撞的结果。
2016-09-07 cond-mat.mes-hall physics.atm-clus
In-situ molecular-level observation of methanol catalysis at the water-graphite interface
甲醇在化学合成中占据核心地位，被认为是清洁燃料储存和运输的理想选择。它可以由水和挥发性有机化合物如二氧化碳催化，从而为减少碳排放提供了一个有吸引力的解决方案。然而，对催化过程的分子水平的实验观察是稀缺的，并且大多数现有的催化剂倾向于依赖于经验优化的、昂贵的和复杂的纳米复合材料。这种缺乏分子水平的见解阻碍了更简单，更具成本效益的替代品的开发。在这里，我们表明，浸在超纯水中的石墨能够在环境条件下自发地催化甲醇从挥发性有机化合物。利用单分子分辨的原子力显微镜（AFM），我们直接观察了甲醇-水纳米结构在石墨表面的形成和演化。这些分子有序的结构在催化活性表面特征如原子台阶边缘附近成核，并随着进一步的甲醇被催化而逐渐生长。液体的补充核磁共振分析确认甲醇的形成并定量其浓度。我们还表明，电场显着提高催化速率，即使当小的自然表面电位的硅原子力显微镜针尖诱导。这些发现可能对有机催化剂的开发和纳米碳器件的功能产生重大影响。
2018-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Grand Canonical Monte Carlo Simulation of Hydrogen Adsorption in Different Carbon Nano Structures
采用大正则蒙特卡罗（GCMC）模拟方法研究了氢在由碳纳米管（CNT）、石墨烯片和C60等不同亚结构组成的纳米碳多孔材料中的物理吸附。预测了在1 ~ 20 MPa压力范围内不同温度下的氢气质量分数。研究了氢吸附的逸度和量子效应。不同的结构尺寸，包括子结构的大小和子结构之间的间距被用来研究的几何形状对碳材料的储氢容量的影响。计算结果与已有的其它计算结果基本吻合。得出的结论是，CNT阵列，石墨纳米纤维（GNF）和C60插层石墨（CIG）是没有希望在室温下达到DOE 6.5重量%的目标。研究还发现，量子效应在低温氢吸附中是显著的，并且考虑量子效应的不同处理也对预测的wt%有不同的影响。
2009-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-Enzymatic Glucose sensing properties of NiO nanostructured flower decorated Exfoliated Graphite Electrodes
Indian Institute of Technology Jodhpur（印度焦浦理工学院）；Indian Institute of Technology, Ropar（印度罗帕尔理工学院）
本研究通过NiO纳米花装饰展开石墨电极实现了高灵敏度和选择性的非酶葡萄糖检测，灵敏度达304.12微安/毫摩尔/平方厘米，检测限为100微摩尔。
2026-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
