Rupture of amorphous graphene via void formation
除了其独特和令人兴奋的电子特性外，石墨烯的许多基于传感器的应用完全基于其机械和结构特性。在这里，我们报告了一个无定形（小域多晶）石墨烯中的空隙的数值和分析研究，并表明空隙的能量是线张力成本与增加的面积增益之间的平衡。使用经典成核理论的概念，我们表明，在恒定的压力下，在无定形石墨烯中形成的空隙的临界半径仅仅是在空隙处的线张力和所施加的压力的比率。在2 eV/cm 2 ${^2}$压力下，平坦和弯曲石墨烯的临界空洞半径值分别为3.48 Ω和3.31 Ω。我们还表明，占主导地位的有限尺寸校正线张力是成反比的半径的空隙在平坦和屈曲的情况下。与传统观点相反，借助一个简单的分析模型，我们发现剪切模量设定了样品中线张力的下限。这使得我们的研究相关的其他二维无定形材料，如h-BN，磷烯，硼氢化物，和过渡金属二硫属化物。我们的研究结果是有用的，更好地了解多晶石墨烯在张力下，因此有直接的影响非常迷人的应变工程领域被称为“应变电子学”，以操纵或改善石墨烯的性能。
2018-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structure, stability and stress properties of amorphous and nanostructured carbon films
采用紧束缚分子动力学和蒙特卡罗模拟研究了非晶碳和纳米复合碳的结构和力学性能。在无定形碳的情况下，我们证明了sp^3分数随密度的变化在整个可能密度范围内都是线性的，并且体积模量严格遵循索普提出的幂律变化。我们还回顾了早期的工作涉及四面体非晶碳的内应力状态。在纳米复合材料的情况下，我们表明，金刚石夹杂物是稳定的，只有在致密的非晶四面体矩阵。它们的硬度比纯非晶碳膜的硬度高得多。完全弛豫的金刚石纳米复合材料具有零平均内应力。
2006-05-15 cond-mat.mtrl-sci
Amorphous state of sp$^2$ solid carbon
碳原子的双模价电子组态是单原子碳固体独特的双模非晶态的基础。从固态物理学的基本原理来看，sp $^3$和sp $^2$无定形碳是两种不同的无定形物质，其特征在于概念上不同的短程有序，即四面体键合的sp3配置原子的基团和用杂原子项链框起来的尺寸受限的sp $^2$石墨烯结构域。sp $^2$非晶的分子特征与固体非晶在强制碎裂过程中的反应机理是一致的。
2020-07-15 cond-mat.mtrl-sci
Energetics and stability of nanostructured amorphous carbon
蒙特卡罗模拟，补充从头计算，揭示了纳米结构的非晶碳的能量学和热力学稳定性。嵌入的纳米晶体与主机非晶基体的相互作用示出，以确定在很大程度上的稳定性和碳相之间的相对能量差。金刚石在sp^3分数超过60%的基质中是稳定的结构。黑素体在低协调网络中稳定。其他sp^2键结构是亚稳态的。
2006-05-11 cond-mat.mtrl-sci
Quantum Statistics and Structural Topology Govern Thermal Transport in Two-Dimensional Monolayer Amorphous Carbon
Izmir Institute of Technology（伊兹密尔理工学院）；Bilkent University（比尔肯特大学）
通过三种非晶化算法生成二维单层非晶碳（MAC）构型，结合局域键序参数q3和温度，研究量子热导率与结构拓扑、非晶化程度及量子统计的关系，发现室温热导率在3.5-10 W/m/K之间，且经典处理会显著高估量子热导率。
2026-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic Structure and Chemical Bonding of Amorphous Chromium Carbide Thin Films
用高分辨透射电子显微镜、电子能量损失谱和软x射线吸收发射谱研究了不同碳含量的碳化铬薄膜的微观结构、电子结构和化学键合。大多数的膜可以被描述为在无定形碳基体中具有非晶CrCx的无定形纳米复合材料。在高碳含量下，在无定形碳基质中形成石墨烯样结构。在47at%的碳含量下，形成随机取向的纳米晶，从而产生三种组分的复杂微观结构。软X射线吸收-发射研究显示了表现出非八面体配位和键合的额外峰结构。
2012-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.atm-clus
Surface resistivity of hydrogenated amorphous carbon films: Existence of intrinsic graphene on its surface
测量了氢化非晶碳膜的表面电阻率随外加电场的变化。测得的依赖性示出了一个尖锐的双极峰值接近零栅极电压。此外，我们发现在一些样品中，峰值处的薄层电阻低至7.5 kΩ/sq。该值与无缺陷石墨烯单层的薄层电阻具有相同的数量级。由此得出结论：在非晶碳膜表面存在至少毫米级的本征石墨烯。这些结果不仅可以为石墨烯的应用开辟新的前景，还可以更好地理解这种独特的材料。
2014-09-10 cond-mat.mtrl-sci
Simulations on the elastic response of amorphous and nanocomposite carbon
本文报道了碳复合材料和无定形碳的弹性响应的理论计算。所研究的复合材料由晶体纳米夹杂物，无论是球形金刚石或碳纳米管，嵌入在无定形碳基体。复合材料的弹性常数进行了计算，发现系统的密度增加。还研究了所有结构在静水压力下的弹性恢复，发现纳米复合材料和无定形碳的弹性恢复都显着高，但随着材料变得更稀而降低。
2007-03-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Insights into the fracture mechanisms and strength of amorphous and nanocomposite carbon
紧束缚分子动力学模拟揭示了四面体无定形碳和纳米复合碳含金刚石微晶，两个最硬的材料的断裂机制和理想的强度。研究发现，在拉伸或剪切载荷下，纳米复合材料的断裂发生在晶粒间，因此其理想强度与纯非晶相相似。断裂发生在非晶基体中弱键合的sp^3位点。另一方面，纳米金刚石夹杂物显着提高弹性模量，接近金刚石。
2006-05-15 cond-mat.mtrl-sci
Thermal Properties of Graphene, Carbon Nanotubes and Nanostructured Carbon Materials
近年来，材料的热性能引起了科学界和工程界的广泛关注。碳同素异形体和衍生物在其导热能力方面占据独特的位置。碳材料的室温热导率跨越了非常大的范围-超过五个数量级-从最低的无定形碳到最高的石墨烯和碳纳米管。我回顾了碳材料的热性能和热电性能，重点介绍了石墨烯、碳纳米管和具有不同无序度的纳米结构碳材料的最新研究结果。特别注意的是，在二维晶体中，特别是在石墨烯的热传导的不寻常的尺寸依赖。展望了石墨烯和碳材料在电子热管理领域的应用前景。
2011-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Disorder induced metallicity in amorphous graphene
我们预测过渡到金属性时，在石墨烯中诱导足够量的无序。通过第一性原理随机猝灭方法进行计算。所得到的无定形石墨烯可以被看作是石墨烯的纳米片，其通过无序的小碳环和大碳环的网络连接。屈曲是最小的，我们认为这是一个平均的结果，抵消随机面内应力。线性响应电导由模型理论作为晶格畸变的函数得到。这种金属行为是石墨烯功能化以实现例如适用于触摸屏装置的透明导体的非常期望的性质。
2011-04-29 cond-mat.mtrl-sci
Amorphous interface layer in thin graphite films grown on the carbon face of SiC
横截面透射电子显微镜（TEM）是用来表征在界面处观察到的石墨和石墨烯薄膜生长通过C-面4 H-SiC的热分解的非晶层。非晶层不覆盖整个界面，但均匀的连续区域跨越几微米的横截面界面。环形暗场扫描透射电子显微镜（ADF-STEM）图像和电子能量损失谱（EELS）表明，非晶层是Si/C的富碳组合物。在氩气中，在1600°C的生长压力范围内生长的样品中清楚地观察到非晶层，但在1500°C下没有观察到，表明温度依赖性形成机制。
2011-05-10 cond-mat.mtrl-sci
Thermally-Induced Structural Evolution of Silicon- and Oxygen-Containing Hydrogenated Amorphous Carbon
采用X射线光电子能谱、吸收光谱和分子动力学（MD）模拟研究了含硅和氧的氢化非晶碳（a-C：H：Si：O）的热致结构演化.光谱结果表明，在氢化非晶碳（a-C：H）中引入Si和O，提高了sp3-C向sp2-C转化的活化能。分子动力学模拟表明，a-C：H：Si：O的热稳定性高于a-C：H，这是由于a-C：H：Si：O中应变C-C sp3键的比例较低。
2017-11-02 cond-mat.mtrl-sci
Amorphous carbon a promising material for sodium ion battery anodes: a first principles study
我们提出了一个比较从头计算研究钠和锂存储在无定形（玻璃）碳（a-C）与石墨。通过将随机生成的结构拟合到参考径向分布函数来获得非晶结构。Li插入在石墨和a-C中均是热力学上有利的。虽然钠插入在石墨中在化学上是不利的，但a-C具有多个插入位点，其结合能强于Na内聚能，使其可用作Na离子电池的阳极材料。
2015-02-03 cond-mat.mtrl-sci
Formation and Classification of Amorphous Carbon by Molecular Dynamics Simulation
利用分子动力学模拟研究了非晶碳尤其是富含sp ${}^3$结构的非晶碳的形成机理。在高压下石墨向金刚石的转变过程和非晶碳薄膜的沉积过程中，解决了反应性经验键级势不能很好地表征非晶碳的问题。此外，利用下折法建立了基于电子分布简化为点电荷的电势模型。结果表明，采用新势的分子动力学模拟可以模拟出在15 GPa压力下石墨向金刚石的转变过程以及富含sp ${}^3$的非晶碳的沉积过程.
2012-07-04 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Amorphous carbons in view of multianalytical consideration: normal, expected, and new
基于选定的一组样品和选定的一组分析工具的方法在应用于无定形碳时非常有效，从而导致基于细节的问题的当前表示转变为基于有限的一组固定共性的问题。该方法的第一部分意味着一组不同来源的固体样品。第二部分涉及不同的分析工具。组合部分是指将每个工具应用于整个样本集。在当前的研究中，两种天然无定形碳shunite碳和方钠石，以及两种工程产品炭黑CB 632和CB 624（均属于精英碳含量最高的物种）通过使用现代结构进行了分析研究和组成分析技术。该方法允许公开这种碳同素异形体的整个类别所共有的稳定点，并且可以为无定形碳的巩固表示奠定基础。
2019-03-02 cond-mat.mtrl-sci
Machine-learning based interatomic potential for amorphous carbon
我们引入了高斯近似势（GAP）的液态和无定形元素碳的原子模拟。基于密度泛函理论（DFT）势能面的机器学习表示，这种原子间势使材料模拟具有接近DFT的精度，但计算成本要低得多。我们首先确定的最大精度，任何有限范围的潜力可以实现在碳结构，然后，使用一种新的层次设置的两个，三个，和多体结构描述符，我们构建了一个GAP模型，确实可以达到目标的准确性。潜力产生准确的能量和结构特性在很宽的密度范围内，它也正确地捕捉液相的结构，在与国家的最先进的经验潜力的差异。提出了GAP模型在“类金刚石”四面体无定形碳（ta-C）表面上的示例性应用，包括无定形材料的表面能的估计和高温表面重构（“石墨化”）的模拟。新的原子间相互作用势似乎是有前途的现实和准确的模拟纳米级无定形碳结构。
2016-11-10 cond-mat.mtrl-sci
The structure of amorphous two-dimensional materials: Elemental monolayer amorphous carbon versus binary monolayer amorphous boron nitride
自20世纪30年代以来，非晶材料的结构一直被争论为二元问题：非晶材料是Zachariasen连续随机网络（Z-CRN）或含有微晶的Z-CRN。然而，最近证明，无定形金刚石可以以任何一种形式合成。在这里，我们解决的问题，单原子厚的非晶单分子膜的结构。我们重新分析先前的模拟结果为无定形石墨烯和报告动力学蒙特卡罗模拟的基础上替代算法。我们发现，含有微晶的Z-CRN是最近制造的元素无定形石墨烯的有利结构，而二元单层无定形BN的最可能结构与两种长期争论的选择中的任一种完全不同：它是一种组成上无序的“假CRN”，包括B-N和非正则B-B和N-N键的混合物并含有“假微晶”，即由非正则六边形构成的蜂窝区域。其他非元素的二维和散装非晶材料的影响进行了讨论。
2022-08-12 cond-mat.mtrl-sci
Understanding the catalyst-free transformation of amorphous carbon into graphene by current-induced annealing
我们揭示了无催化剂生长的石墨烯从无定形碳（a-C）的电流诱导退火通过见证机制与原位透射电子显微镜和分子动力学模拟。在实验和模拟中，我们观察到石墨烯衬底上的小a-C簇重新排列并结晶成石墨烯片。该过程是由高温和范德华力与基板的相互作用。此外，在a-C的存在下，石墨烯可以从孔的边界生长并形成无缝的石墨烯片，这是一个以前没有报道过的新发现，并且也通过模拟再现。这些发现为石墨烯基设备的自下而上工程开辟了新的途径。
2012-11-21 cond-mat.mtrl-sci
Discovery of carbon-based strongest and hardest amorphous material
碳可能是周期表中最迷人的元素，因为它的同素异形体的多样性源于它的可变（sp，sp2和sp3）键合图案。探索碳的新形态是当代科学研究的永恒主题。在这里，我们报告新的无定形碳相含有高分数的sp3键合原子压缩后回收富勒烯C60以前未探索的高压和高温。合成碳是迄今为止已知的最硬和最强的非晶材料，能够划伤金刚石晶体并接近其强度，这是由补充机械测试证明的。材料的光致发光和吸收光谱表明，它们是半导体，具有可调的带隙在1.5-2.2 eV的范围内，可比的非晶硅。出色的机械和电子性能的显着组合使这类无定形碳成为要求抗拉强度和耐磨性的光伏应用的优秀候选者。
2021-06-25 cond-mat.mtrl-sci
First-principles study on the electronic and transport properties of periodically nitrogen-doped graphene and carbon nanotube superlattices
基于最近关于$\sqrt{3} \times \sqrt{3}$石墨烯超晶格中存在谷间相互作用的报道，我们利用第一性原理计算研究了周期性氮掺杂石墨烯和碳纳米管纳米结构的电子性质.在这些结构中，氮原子以精确的周期性取代原始六方晶格中六分之一的碳原子，形成石墨烯和碳纳米管的完美$\sqrt{3} \times \sqrt{3}$超晶格。探索了$\sqrt{3} \times \sqrt{3}$石墨烯带和碳纳米管的多种纳米结构，并且所有配置都显示出金属和金属行为。利用非平衡格林函数方法结合密度泛函理论计算了$\sqrt{3} \times \sqrt{3}$石墨烯和碳纳米管超晶格的输运性质。在一定条件下，原始和$\sqrt{3} \times \sqrt{3}$扶手椅型碳纳米管异质结构的透射光谱表现出量子化行为。
2017-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Raman studies on amorphous carbon layers - Raman-Untersuchungen von amorphen Kohlenstoffschichten
室温下两种不同激发波长下非晶碳层的拉曼光谱研究。sp3键的量估计为约10%的两个样品，从D-和G-拉曼线强度的比率进行评估。讨论了两种样品中键的性质。在室温条件下，两种不同的非晶材料的拉曼光谱研究。通过D-和G-拉曼谱线的强度测试，sp3-结合率为10%。绑定的特征在这些问题上是可以讨论的。
2012-02-29 cond-mat.mtrl-sci
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
Carbon chains and graphene nucleus synthesized on Ni(111) surface
在石墨烯成核之前，预测约10-13个碳原子的线性链是不同金属表面上最有利的相。然而，与理论和实验上广泛研究的石墨烯不同，金属表面上的碳链还没有被STM直接研究。在这里，我们填补了这一空白，并报告了通过脱氢丙烯分子表面偶联在Ni（111）上合成的线性碳链的STM实验。链的识别与DFT计算和建议的模型包括12个碳原子，可能被氢原子覆盖。加热到580 K导致碳链的急剧减少和新相的出现-石墨烯核与碳化镍共存。在快速退火至773 K（石墨烯合成温度）后，在Ni（111）表面上存在少量链，以及石墨烯岛和碳化镍。碳链在室温下是稳定的，并且它们的移动性由STM直接观察到。
2017-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Island formation and dynamics of gold clusters on amorphous carbon films
研究了用激光烧蚀法在非晶碳衬底上沉积的金团簇样品。在室温下储存几个月后，发现最初统计分布的簇被收集在由嵌入Au膜中的较大簇组成的附聚物中，所述Au膜通常覆盖尺寸为25 $\times$ 70 nm $^2$的区域。Au膜被确定为可能是4至8个单层，但最多7 nm厚。有证据表明，由少于50个原子组成的团簇被钉扎在衬底的侵入处。这些结果是使用高分辨率透射电子显微镜和离轴全息测量来表征团聚体以及基板。进行蒙特卡罗模拟来模拟膜形成过程。为此，使用密度泛函计算（GGA）确定衬底-Au相互作用，而Au-Au相互作用建模与有效的多体古普塔电位。膜的形成可以理解为中间尺寸（$50< N < 300$原子）的簇的扩散和融合。较大的团簇在室温下更稳定，并保持吸附在Au膜上。
2005-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Carbon Impurities on Graphene Synthesized by Chemical Vapor Deposition on Platinum
我们报告了纳米晶碳杂质与通过化学气相沉积（CVD）在铂上合成的石墨烯共存。我们观察到微米尺寸的岛状杂质层，其在光学显微镜或次级电子显微镜（SEM）中容易被误认为第二石墨烯层。岛的取向取决于Pt的结晶取向，如电子背散射衍射（EBSD）所示，表明石墨烯下方的无定形碳的生长。暗场TEM表明，除了均匀的单晶石墨烯之外，我们的样品还装饰有空间不均匀分布的纳米晶碳杂质。拉曼光谱显示出大的D峰，然而电特性显示出高迁移率（~ 6，000 cm 2/Vs），表明拉曼光谱在表征石墨烯的电子质量方面的局限性。
2013-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Twisting Graphene Nanoribbons into Carbon Nanotubes
虽然碳纳米管由蜂窝状碳组成，但它们从未直接由石墨烯制成。在这里，它是由量子分子动力学模拟和经典的连续弹性模型，石墨烯纳米带，确实可以通过扭曲转化为碳纳米管。由此制备的管的手性不仅可以预测，而且还可以外部控制。这种扭曲路线是纳米纤维的一个机会，并且很容易推广到由其他平面纳米材料制成的带状物。
2012-02-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structural and elastic properties of amorphous carbon from simulated quenching at low rates
我们从液体中的恒定体积淬火产生无定形碳（a-C）的代表性结构模型，随后在分子动力学模拟中使用经验和机器学习原子间势松弛内应力。通过改变体积和淬火速率，我们生成具有一系列密度和无定形形态的结构。我们发现，所有的a-C样品表现出普遍的杂化，体积模量和密度之间的关系，尽管有不同的内聚能。内聚能的差异可以追溯到键角分布的轻微变化，这可能会影响这些结构的热稳定性。
2019-07-11 cond-mat.mtrl-sci
Structural stability and energy levels of carbon-related defects in amorphous SiO$_2$ and its interface with SiC
我们报告的密度泛函计算，系统地阐明了稳定形式的碳相关的缺陷和它们的能级在非晶SiO $_2$使用熔融淬火技术在分子动力学。考虑到SiC/SiO $_2$界面附近和远离界面处O化学势的位置依赖性，我们确定了最丰富的碳相关缺陷形式：远离界面处，CO $_2$或SiO $_2$内部空间中的CO是丰富的，它们是电子惰性的;在界面附近，碳聚集是可能的，并且特定的单碳缺陷和双碳缺陷在SiC导带底部附近诱导能级，从而成为载流子陷阱的候选者。
2018-10-22 cond-mat.mtrl-sci
Carbon nanoelectronics: unzipping tubes into graphene ribbons
我们报道了由部分解链的碳纳米管制成的新型碳纳米结构的输运性质，该碳纳米结构可以被视为管和纳米管的无缝连接。我们发现，石墨烯纳米带在一定的能量范围内作为一个完美的谷过滤器的碳纳米管，具有最大可能的电导。我们的研究结果表明，部分解压缩的碳纳米管是一个磁阻器件，具有非常大的磁阻值。我们探讨了几种结构相结合的纳米管和石墨烯纳米带的性能，证明它们表现为最佳的接触，为彼此的混合石墨烯/纳米管器件的设计开辟了一条新的途径。
2009-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Molecular dynamics simulations of the growth of thin amorphous hydrogenated carbon films on diamond surface
利用分子动力学模拟方法研究了CH2基团轰击金刚石(111)面所形成的无定形碳氢薄膜(a-C:H)的生长过程.结构分析表明局部结构（例如，C原子的第一配位数）的α-C：H的结构与氢的含量密切相关。入射自由基动能的增加导致a-C：H中氢含量的降低，从而改变了a-C：H中sp3键合碳原子的比例.
2014-11-26 cond-mat.mtrl-sci
Optoelectronic Properties of Amorphous Carbon-Based Nanotube and Nanoscroll
自支撑单层无定形碳（MAC）是近年来合成的一种由大小不等的原子环随机分布而成的纯碳结构。在这项工作中，我们进行了从头算和紧束缚计算，以调查的光电性能的MAC及其衍生的纳米管和纳米卷配置。我们的研究结果表明，MAC，管，涡卷表现出类似的电子行为。所有结构吸收从红外到紫外，最大吸收峰在可见光-紫外（$\sim 3.2$ eV）。最大和最小反射率值在0.3-0.5（红外线）和0.1-0.0（紫外线）范围内，使这些材料成为紫外线过滤器的良好候选者。
2020-07-09 cond-mat.mtrl-sci
Stress variations near surfaces in diamond-like amorphous carbon
利用经验势方法中的蒙特卡罗模拟，我们研究了四面体非晶碳中表面环境对原子级应力的影响。应力的分布以及sp^2和sp^3原子的分布都是高度不均匀的。它们显示出相同的密切关系，局部应力和成键杂交之前发现在大部分的材料。局部压应力有利于形成sp^3晶位，而局部拉应力有利于形成sp^2晶位。
2006-05-11 cond-mat.mtrl-sci
Resonant Raman scattering from polyacetylene and poly(p-phenylene vinylene) chains included into hydrogenated amorphous carbon
在N-IR - UV范围内，非晶氢化碳（a-C：H）的共振拉曼散射揭示了反式聚乙炔（反式-（CH）x）链的内含物，其近似长度高达120个C=C单元和聚（对苯撑亚乙烯基）（PPV）聚合物链的内含物。PPV是由一个强大的色散模式，在约。1175 cm-1。研究发现，掺入a-C：H的Ag的trans-（CH）x模对不同激发能的拉曼响应与独立链的拉曼响应一致，从而有利于复杂碳质材料光谱中trans-（CH）x的识别。
2010-04-27 cond-mat.mtrl-sci
The structure of multi-wall carbon nanotubes: AA' stacked graphene helices
多壁碳纳米管的结构先前已归因于石墨烯平面的无序堆叠。
2012-12-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
On the possibility of a double-well potential formation in diamond-like amorphous carbon
一个微观模型，它描述了具体功能的电子光谱的各种同素异形体形式的无定形碳负责他们的结构特点，提出。结果表明，双阱势的形成是这种行为的一个可能的驱动力。
1998-05-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Novel nanometer-level uniform amorphous carbon coating for boron powders by direct pyrolysis of coronene without solvent
在无溶剂条件下，将晕苯直接与硼颗粒混合，在真空密封的石英管中于520 °C下加热1 h或630 °C下加热3 h，制备了具有均匀壳-芯包覆结构的纳米硼（B）粉末的3 nm晕苯涂层和4 nm无定形碳涂层。晕苯具有低于其分解温度的熔点，这使得液体晕苯能够通过液体扩散和渗透覆盖B颗粒，而不需要溶剂。晕苯的扩散和渗透可以延伸到颗粒的边界和内部团聚的纳米粒子，形成一个完整的壳-核封装结构。随着温度的升高，B颗粒上的晕苯的热分解导致形成均匀的无定形碳涂层。这种新颖、简单的纳米级均匀非晶碳包覆方法有可能应用于许多其他粉体，因此在许多领域具有潜在的低成本应用。
2015-01-09 cond-mat.mtrl-sci
Studies on Neon irradiated amorphous carbon using X-ray Diffraction technique
用快重离子（145 MeV）（Ne ~（6+））辐照两组不同路线制备的非晶碳材料。利用X射线衍射技术估算了未辐照和辐照样品的结构参数，如c轴和a轴上的有序晶粒尺寸（Lc和La）、（002）晶面的平均间距（d 002）以及非晶相的比例。的分数的非晶相通常被发现增加与两组样品的照射剂量。的估计和值被认为是几乎不受照射。随着辐照剂量的增加，两组样品的无序度都增加。关键词：X射线衍射，非晶碳，辐照
2005-08-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Crack-tip Plasticity and Intrinsic Toughening in Nano-sized Brittle Amorphous Carbon
大多数整体脆性材料由于缺乏内在的增韧机制，如裂纹前缘附近的塑性，容易因裂纹而失效。因此，大多数的努力，以减轻脆性陶瓷的突然故障一直集中在发展外在的增韧机制，阻碍裂纹扩展后的尖端，如纤维桥接。在这项工作中，我们的实验表明，即使在脆性的单片陶瓷材料，如类金刚石碳（DLC），当其外部尺寸降低到亚微米级的内在韧化。这种独特的现象归因于小样品中裂纹驱动力的降低，这反过来又使它们能够承受足够高的应力以激活局部原子塑性。通过纳米力学拉伸和弯曲实验，电子能量损失谱分析，和应力分布计算的有限元方法，我们证实，与sp3到sp2再杂化的局部原子塑性是负责的内在增韧。
2019-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structure, elastic properties and strength of amorphous and nanocomposite carbon
我们从理论上研究的平衡结构，以及在外部载荷下的响应，特征碳基材料。所考虑的材料包括金刚石、无定形碳（a-C）、"无定形金刚石“和纳米复合无定形碳（na-C）。一个普遍的体积模量与密度曲线是服从我们考虑的所有结构。我们计算了弹性常数对密度的依赖关系。发现a-C的强度随着四倍原子浓度的增加而大致线性地增加，最强a-C样品的最大应力约为金刚石的一半。外载荷作用下的na-C响应与嵌入a-C矩阵的响应基本相同。
2006-11-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Machine learning driven simulated deposition of carbon films: from low-density to diamondlike amorphous carbon
非晶碳（a-C）材料具有多种有趣和有用的特性，但对其原子尺度结构的理解仍然不完整。在这里，我们报告广泛的原子模拟的沉积和生长的a-C膜，描述原子间的相互作用，使用机器学习（ML）的高斯近似势（GAP）模型。我们广泛扩展我们的初步工作[物理。120，166101（2018）]，从而对跨越从低密度（富含$sp^{2}$）到高密度（富含$sp^{3}$，“类金刚石”）的无定形碳形式的整个范围的样品进行建模。在这些模拟中观察到两种不同的机制，这取决于冲击能量：低能量的影响诱导$sp$ -和$sp^{2}$ -为主的影响网站周围的直接增长，而高能量的影响诱导喷丸。此外，我们还提出并应用了一种计算非晶碳膜各向异性弹性性质的方法。我们的工作提供了对这类有趣的无序固体的基本见解，以及ML驱动的分子动力学模拟其他材料的原子尺度沉积的概念和方法蓝图。
2020-11-04 cond-mat.mtrl-sci
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
Amorphous carbon films in direct current magnetron sputtering from regenerative sooting discharge
本文介绍了用圆柱形空心阴极直流磁控溅射法在金属基体上沉积碳膜的实验结果。这是一种利用再生碳烟放电在CHC磁控溅射中制备非晶碳膜的新技术。在Ne气氛中在Cu和Al基体上沉积了碳膜，并与在He背景中80埃石墨电极之间的常规电弧放电产生的碳烟在相同材料上的膜进行了比较。使用在线发射、拉曼和傅里叶变换红外光谱、X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对薄膜进行表征。拉曼光谱揭示了电弧放电中石墨和类金刚石结构的存在，而在CHC磁控溅射中，类石墨结构占主导地位。电弧放电的XRD图谱显示铝样品中有纳米级的菱形和六方型的Al_4C_3沉淀，铜中可能有金刚石和六方碳的形成，而磁控溅射则得到非晶碳膜。表面的SEM图像显示在电弧放电中收集的碳颗粒的松散团聚体，而磁控溅射结构是规则的，具有光滑的边缘和细晶粒。
2016-09-23 cond-mat.mtrl-sci
Constitutive relations for plasticity of amorphous carbon
我们变形的无定形碳的熔融淬火在分子动力学计算中使用键序和机器学习原子间势的代表性体积元素。具有$41.2$ ~GPa的零压力流动应力和$0.39$的内摩擦系数的Drucker-Prager定律描述了流动期间作为压力的函数的偏应力。我们确定的平均协调数作为序参量描述这个流面。然而，淬灭样品向稳态流动的动力学弛豫的描述需要额外的序参量。我们提出了一个内禀应变的样品作为一个可能的序参量，并提出其演变方程。我们的研究结果提供了深入了解复杂化和压力之间的摩擦涂层表面以及路线对描述的无定形碳的宏观变形模型。
2020-10-02 cond-mat.mtrl-sci
A Reactive Molecular Dynamics Study on the Mechanical Properties of a Recently Synthesized Amorphous Carbon Monolayer Converted into a Nanotube/Nanoscroll
University of Brasília（巴西利亚大学）；University of Campinas（坎皮纳斯大学）
本研究通过反应分子动力学模拟，对比了本征与无定形碳纳米管、纳米卷的力学性能和热稳定性，揭示了结构无序对其力学行为和拓扑作用的影响规律。
2020-12-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Production of activated and Graphene-Like Carbon Materials from rice husk
主要的研究工作旨在寻找廉价的材料，可以转化为纳米结构的含碳材料，如活性炭和石墨烯。稻壳就是这样一种材料，特别是在发展中国家，全世界95%以上的稻壳都是在发展中国家生产的。尽管已经对从稻壳生产活性炭和石墨烯结构进行了大量研究，但现有的科学信息仍然广泛分散在文献中。因此，这篇综述文章提供了广泛的信息，由各种研究人员，包括燃烧问题研究所（阿拉木图，哈萨克斯坦），关于生产纳米结构的含碳材料从稻壳及其吸附特性。讨论了稻壳的性质和预处理与活性炭和多层石墨烯生产的关系。研究了稻壳在不同条件下的物理和化学活化方法。
2022-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Influence of cumulenic chains on the vibrational and electronic properties of sp/sp2 amorphous carbon
我们报道了一种具有sp/sp2杂化（sp杂化物种的原子分数> 20%）的非晶碳膜的制备和表征，其中主要的sp键合似乎是（=C=C=）n cumulene。通过原位拉曼光谱和电导率测量研究了其振动和电子性质。累积链在低于250 K的温度下基本上是稳定的，并且它们通过将费米能级钉扎到更靠近迁移率间隙边缘之一的自掺杂机制来影响sp/sp2碳的电输运性质。当加热到250 K以上时，累积多烯物质衰变以形成嵌入sp2非晶基质中的石墨纳米畴，从而降低材料的活化能。这是纯碳系统中sp杂化影响整体性质的第一个例子。
2007-03-27 cond-mat.mtrl-sci
Tetrahedral Bonding in Twisted Bilayer Graphene by Carbon Intercalation
基于量子化学从头计算方法，我们研究了碳对扭曲双层石墨烯的插层效应。令人惊讶的是，我们发现，当插入剂放置在两层之间的某些区域时，会将两层中的原子拉得更近，并且该过程在能量上也是有利的。这是因为在超晶胞的这些区域中，局部环境允许嵌入物与层中最近的原子形成四面体键合。用碳嵌入AB-或AA-双层石墨烯不会产生这种效应;因此，这种非平凡效应的起源是使用碳作为嵌入剂和使用扭曲的双层石墨烯作为主体。这为操纵双层和多层范德华异质结构并以非常规方式调整其特性开辟了新的途径。
2016-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Understanding of the phase transformation from fullerite to amorphous carbon at the microscopic level
我们用紧束缚分子动力学研究了冲击波诱导富勒烯相变为致密的非晶碳相。随着静水压力P的增加，发现C_（60）笼在P<10 GPa时聚合，在P~40 GPa时断裂，在P>60 GPa时进一步缓慢塌陷。相比之下，在存在额外的剪切应力的情况下，笼在低得多的压力（P<30 GPa）下被破坏。我们解释了这一事实的一个连续模型，通过不稳定性的球壳。令人惊讶的是，放松的高密度结构显示没有中程秩序。
2004-09-24 cond-mat.mtrl-sci
XPS Supported INS and DRIFT Spectroscopy of sp2 Amorphous Carbons
我们进行了一组最高碳化等级的sp2无定形碳的INS，DRIFT和XPS光谱的联合分析，这些碳代表天然物质（顺式碳，炭煤和无烟煤），技术石墨烯（实验室还原的石墨烯氧化物）和工业产品（炭黑）。它被确定，所研究的物质的DRIFT光谱由两个组件确定的氢和氧组成的石墨烯分子，这代表了无定形化合物的基本结构单元的圆周。次甲基代表天然无定形物的氢组分，而羟甲基和甲基对所研究的技术石墨烯和炭黑的羟基呋喃起相同的作用。已经建立了基于次甲基的氢组合物的特定特异性，以增强碳原子的DRIFT光谱的电光特性。DRIFT和XPS光谱的可比分析允许一个可靠的拟人化的氧官能团的组合物的研究无定形导致一组可靠的分子模型，其基本结构单元。
2019-11-18 cond-mat.mtrl-sci
Thermal conductivity of amorphous carbon thin films
用$3ω$方法测量了非晶碳薄膜在80- 400 K温度范围内的热导率$Λ$。样品薄膜的范围从通过远程等离子体沉积制备的软a-C：H（室温下的$Λ= 0.20$ W m $^{-1}$ K $^{-1}$）到具有大部分从过滤弧源沉积的$sp^3$键合碳的非晶金刚石（$Λ= 2.2$ W m $^{-1}$ K $^{-1}$）。连续介质理论提供了电导率随质量密度变化的唯象描述。热导率与由测量的原子密度和纵向声速计算的最小热导率吻合得很好。
2000-08-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Exploring the configurational space of amorphous graphene with machine-learned atomic energies
本文提出用机器学习原子能量和最近邻环境定义 Monte-Carlo 键切换接受准则，以构建并探索非晶石墨烯构型，证明其可引导结构搜索并关联短中程有序。
2022-07-19 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Hyperfine Interactions in Graphene and Related Carbon Nanostructures
研究了石墨烯及相关碳纳米结构中的超精细相互作用，即电子自旋与原子核自旋之间的磁相互作用。通过对石墨烯碎片精确的第一性原理计算和统计分析相结合，我表明，各向同性和偶极超精细相互作用可以准确地描述在本地电子自旋分布和原子结构。一套完整的参数描述的超精细相互作用的C-13和其他核自旋在替代杂质和边缘终端的确定。
2007-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Low-temperature fabrication of amorphous carbon films as a universal template for remote epitaxy
本文提出在III-V族半导体上低温制备超薄二维非晶碳层作为远程外延通用模板，通过精确调控碳层厚度实现衬底相互作用可调，并在多种衬底上获得高质量单晶III-V族及亚稳相外延层，同时演示了应力辅助剥离。
2024-10-20 cond-mat.mtrl-sci
