Synthesis methods of graphitic carbon nitride: a superior photocatalyst
近年来，共轭聚合物如石墨碳氮化物（g-C3 N4）在利用可再生能源和通过光催化分解水进行环境修复方面引起了研究人员的极大关注。其适度的电子带隙结构有助于吸收大量太阳辐射的大光谱，用于通过水裂解法产生氢，一种高密度化学能源。其出色的物理化学稳定性使其成为可靠的能量转换材料。研究人员的另一个关键属性是合成原始g-C3 N4及其用金属和非金属材料改性的纳米复合材料结构的简单方法。g-C_3 N_4可以通过化学和物理两种方法合成。在这项工作中，观察到的结构，光学和光催化性能的优越性，在物理开发的g-C3 N4化学合成的g-C3 N4已被讨论，并在这些研究的基础上，提出了一个合适的合成方法。
2019-02-13 cond-mat.mtrl-sci
Carbon Nitride: Physical properties and Applications
本文综述了石墨相氮化碳的物理化学性质及其在能量存储等领域的应用，总结了掺杂、异质结和复合材料工程等提升性能的策略，并提出了未来研究方向。
2025-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Induced magnetism by single carbon vacancies in a three-dimensional graphitic network: a supercell study
我们提出了一个从头算密度泛函理论研究产生的磁矩，在一个3-D的石墨网络中创建单个碳空位，使用全电位，所有电子，自旋极化的电子结构计算。在以前的报告中，磁矩的出现在2-D石墨烯片中仅通过空位本身的存在来解释[1-5]。报道了不同超晶胞中空位的性质和几何形状对所产生的磁矩的依赖性。我们发现，最高值的磁矩是获得一个3 × 3 × 1的超胞和高度稀释的5 × 5 × 1的超胞显示没有磁有序。在这份手稿中获得的结果是指示层间相互作用存在于3-D堆叠的重要性。我们的结论是，这不应该被低估时，在石墨系统的磁性进行基于空位的研究。
2007-12-08 cond-mat.mtrl-sci
First-Principles Calculations of Exciton Radiative Lifetimes in Monolayer Graphitic Carbon Nitride Nanosheets: Implications for Photocatalysis
在这项工作中，我们报告的激子辐射寿命的石墨氮化碳单分子膜在三嗪-（gC $_3$ N $_4$ -t）和七嗪为基础的（gC $_3$ N $_4$ -h）的形式，通过地面加激发态从头计算。通过分析激子精细结构，我们强调暗态的存在下，并表明，光生电子空穴对在gC $_3$ N $_4$ -h是显着的长寿命，与260 ns的有效辐射寿命。这促进了gC $_3$ N $_4$ -h在电介质中的应用，并使其对于激子器件的新兴领域具有吸引力。尽管很长的固有辐射寿命是几种应用的重要先决条件，但原始氮化碳纳米片显示出非常低的量子光转换效率，这主要是由于缺乏有效的电-氢分离机制。然后，我们专注于一个垂直异质结构的gC $_3$ N $_4$ -t和gC $_3$ N $_4$ -h层，显示了II型带对齐，并期待实现净电荷分离。
2021-04-02 cond-mat.mtrl-sci
Approaching the Limits of Transparency and Conductivity in Graphitic Materials through Lithium Intercalation
已经研究了各种能带结构工程方法来改善石墨透明导体的性能;然而，没有一种方法表现出在可见光范围内的光学透射率的增加。在这里，我们通过电化学锂化/脱锂同时测量超薄石墨（3-60个石墨烯层）的原位光学透射光谱和电输运性质。在嵌入后，我们观察到光学透射率（高达两倍）和电导率（高达两个数量级）的增加，与其他材料显著不同。对于19层LiC 6，实现了高达91.7%的透射率和3.0 Ω/平方的薄层电阻，其对应于品质因数σ_dc/σ_opt = 1400，显著高于任何其他连续透明电极。超薄石墨的光电性能的非常规修改解释的抑制带间的光学跃迁和带间边缘附近的小带内德鲁德电导率。我们的技术使其他方面的调查嵌入纳米结构。
2014-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Sulfur doping effects on the electronic and geometric structures of graphitic carbon nitride photocatalyst: insights from first principles
本文介绍了硫掺杂对石墨碳氮化物（g-C3 N4）电子结构和几何结构影响的第一性原理研究结果。利用从头算热力学方法结合动力学分析，揭示了S掺杂的有利构型。通过对掺杂和未掺杂体系的价电荷密度的分析，我们发现，S部分地向体系贡献了px-和py-电子，同时还向S pz-态反馈了一些电子。为了得到激发电子态的精确描述，我们用GW方法计算了体系的电子结构。计算得到的g-C3 N4的带隙宽度为2.7 eV，与实验结果一致。我们发现，S掺杂导致显着缩小的差距。此外，在掺杂时，刚好在间隙上方的电子状态被占据，这使得材料成为导体。分析的投影局域态密度提供了深入了解的机制，这种戏剧性的变化，在电子结构的g-C3 N4的S掺杂。基于我们的研究结果，我们提出了一个可能的解释S掺杂对g-C3 N4的光催化性能的影响在实验中观察到的。
2012-09-26 cond-mat.mtrl-sci
Stacking-Dependent Spatial Charge Separation in Graphitic Carbonic Nitride layers
利用密度泛函理论（DFT）计算，揭示了石墨碳氮（g-C3N4）层中存在与堆叠相关的空间（SDS）电荷分离.在g-C3N4双层中，发现这种SDS电荷分离对于顶部价带特别有效，其可以将电子100%地从一层驱动到另一层。然而，对于底部导电的，它导致在层之间的电荷重新分布很小。由于空间电荷分离自然地抑制了电子-空穴复合，这使得具有适当堆叠的g-C3N4层在光伏或光催化应用中更有效地收集太阳能。SDS电荷分离被理解为来自g-C3N4带电子的层间量子纠缠的结果，其在角原子共享的C6N10单元中的独特手性和相位相对孤立并且仅通过角N原子调谐。在g-C_3N_4中的SDS电荷分离可能导致本征方式，即没有外来掺杂、界面或电场，来操纵半导体材料中的载流子。这可能会在未来的光电子学或二维（2D）材料的电子学中产生新的物理，例如实现通过双层或多层2D材料的层选择电荷输运。
2019-05-21 cond-mat.mtrl-sci
A new diamond biosensor with integrated graphitic microchannels for detecting quantal exocytic events from chromaffin cells
从神经内分泌细胞中的儿茶酚胺的量子释放是一个关键的机制，已经用广泛的材料和设备进行了研究，其中包括碳基材料，如碳纤维，类金刚石碳，碳纳米管和纳米金刚石。在目前的工作中，我们证明了一个兆电子伏离子微束光刻技术可以成功地用于制造的全碳微型细胞生物传感器的基础上嵌入在单晶金刚石矩阵的石墨微通道。该装置的功能特点是在体外记录的量子胞吐事件从单个嗜铬细胞，具有高灵敏度和信噪比，开放的前景为实现单片全碳细胞生物传感器。
2013-08-29 cond-mat.mtrl-sci physics.bio-ph
First-principles investigation of graphitic carbon nitride monolayer with embedded Fe atom
采用密度泛函理论方法，采用自旋极化广义梯度近似和Hubbard $U$修正，研究了在双向拉伸应变和垂直电场作用下含$\mathrm{Fe}$原子的石墨七嗪的力学、结构、电学和磁学性质.结果表明，七嗪与嵌入的$\mathrm{Fe}$原子系统的结合能随拉伸应变的增加而减小，随电场强度的增加而增加。我们的计算还预测在5拉伸应变的峰值，但在牺牲系统的结构稳定性的带隙。在5倍拉伸应变下的带隙开放是由于在空穴中孤对边缘氮原子与Fe原子的$\mathrm{d}_{xy}/\mathrm{d}_{x^2-y^2}$轨道之间的排斥效应引起的结构畸变，因此未占据的$\mathrm{p}_z$ -轨道被迫向更高能量移动。在峰值为10 $\mathrm{V/nm}$的垂直电场作用下，嵌有$\mathrm{Fe}$体系的七嗪的电子和磁性也得到了很好的保持，尽管有明显的屈曲结构。这种性质对于稀磁半导体、自旋电子学和传感器件来说可能是理想的。
2017-04-11 cond-mat.mtrl-sci
New structure canditates for the experimentally synthesized heptazine-based and triazine-based two dimensional graphitic carbon nitride
基于七嗪和基于三嗪的二维（2D）石墨碳氮化物（g-C $_3$ N $_4$）的广泛使用的晶体结构是平坦的P-6 m2构型。然而，实验合成的2D g-C $_3$ N $_4$具有0.2-0.5 nm的厚度范围，表明理论上使用的平坦P-6 m2构型不是正确的基态。在这项工作中，我们提出了三个新的波纹结构P321，P3 m1和Pca 21，其能量分别为66（86），77（87）和78（89）meV/atom，低于相应的七嗪基（三嗪基）g-C $_3$ N $_4$在平坦P-6 m2构型。这些波纹结构具有与平坦P-6 m2波纹结构非常相似的周期性图案，并且根据它们的俯视图难以彼此区分。三种波纹结构的优化厚度范围为1.347-3.142 μ m，与实验结果吻合较好。第一性原理的结果表明，这些波纹结构的候选者也是半导体的带隙略大于相应的平坦的P-6 m2的。此外，它们还具有合适的带边位置，用于在$pH=0$和$pH=7$环境下的太阳光驱动的水裂解。我们的研究结果表明，这三个新的结构是更有前途的候选人的实验合成的g-C $_3$ N $_4$。
2020-05-25 cond-mat.mtrl-sci
One-dimensional carbon nanostructures with periodic graphitic nitrogen substitution
Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University（冲绳科学技术大学院大学）；Max Planck Institute for Polymer Research（马克斯·普朗克聚合物研究所）
研究通过表面合成制备含周期性石墨氮的一维碳纳米结构，用扫描隧道显微镜等监测反应，揭示其电子特性，为自旋电子学等领域提供合成路线。
2026-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Empirical potential study of phonon transport in graphitic ribbon
基于Brenner经验势，研究了石墨薄带的热学性质.通过声子色散关系和碳纳米管态密度与第一性原理计算的比较，验证了经验势在共价键合碳纳米结构热性质研究中的可靠性和实用性.分析揭示了独特的边缘声子状态，是高度本地化的扶手椅和锯齿形带的边缘碳原子。将声子色散关系应用到声子输运的Landauer公式中，阐明了石墨带低温热导的量子化和普适性，发现低温区量子化平台的宽度与带宽成反比.
2004-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
van der Waals heterostructure for photocatalysis: Graphitic carbon nitride and Janus transition-metal dichalcogenides
通过分解水将太阳能转化为化学能是产生可持续和可再生解决方案而不对环境造成有害影响的有前途的手段。在这方面，二维半导体作为潜在的催化剂，在这里，我们结合Janus过渡金属二硫属化物（MoXY，X/Y = S，Se，Te）和石墨碳氮化物的范德华异质结构。在第一性原理计算中，我们研究了决定光催化活性的电子，光学和激子性质。由于内部电场，光生电子和空穴在MoXY层中分离，并且还产生用于氧化还原反应的高过电位。在这些异质结构纳米复合材料中，高光学吸收跨越整个可见光和近紫外区。此外，较低的激子结合，计算在二维类氢模型，表明有效的电荷分离。在这种异质结构的光催化性能的巨大的可调谐性应吸引相当大的理论和实验的关注在未来。
2019-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Preparation and Characterization of Metal-free graphitic Carbon Nitride Film Photocathodes for Light-induced Hydrogen Evolution
最近，已经表明，一种丰富的材料，聚合氮化碳，可以在可见光照射下在牺牲供体的存在下从水中产生氢[1]。我们将在这里提出的制备和表征的石墨氮化碳（g-C3 N4）的半导体衬底上的双氰胺前体在惰性气体条件下的热缩合膜。氮化碳薄膜的结构和表面形态的研究表明，g-C3 N4薄膜的高孔隙率的纳米微晶网络组成。光电化学研究表明，阴极极化光诱导析氢的质子浓度在很宽的范围内的水溶液电解质。此外，基于同步辐射的光电子能谱学已被应用于研究所使用的g-C3 N4薄膜光电阴极的表面/近表面的化学组成。首次表明g-C_3 N_4薄膜可以成功地用作光诱导析氢的光电化学材料。[1]X. Wang，K. Maeda，A. Thomas，K. Takanabe，G. Xin，J. M. Carlsson，K. Domen，M. Antonietti，Nature Mat. 2009，8，76-80.
2012-02-25 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Synthesis of Single-crystal-like Nanoporous Carbon Membranes and Their Applications in Overall Water Splitting
具有确定的化学组成和孔结构的纳米多孔石墨碳膜是积极追求的新型纳米材料。与在能量产生/转换和环境修复中主导多孔碳研究和应用的易于制造的多孔碳粉末相比，多孔碳膜由于其结构完整性、互连性和纯度而从应用角度来看更具挑战性。在这里，我们报告了一个简单的自下而上的方法来制造大尺寸的，独立的，多孔碳膜，具有不寻常的单晶状石墨秩序和分层孔结构加上有利的氮掺杂。当负载有钴纳米颗粒时，这种碳膜用作用于整体水裂解的高性能碳基非贵金属电催化剂。
2017-01-20 cond-mat.mtrl-sci
Artificial Intelligence-Enabled Optimization of Battery-Grade Lithium Carbonate Production
本研究提出用CO2(g)替代传统钠盐或钾盐作为锂软化过程的碳酸化试剂，并结合主动学习驱动的高通量方法优化电池级碳酸锂生产，实现碳捕集并提升供应链碳效率。
2024-02-20 cond-mat.mtrl-sci
Self-Driven Atomic Dispersion in Graphitic Layers
ShanghaiTech University（上海科技大学）；Nanjing Forestry University（南京林业大学）
研究金属纳米颗粒在碳中转化为孤立原子的过程，以Pt催化烃氧化为模型，结合多种技术追踪结构和化学演变，揭示自驱动分散机制及相关行为，为单原子催化剂合成提供通用途径。
2026-07-07 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Effect of boron and phosphorus codoping on the electronic and optical properties of graphitic carbon nitride monolayers: First-principle simulations
采用密度泛函方法研究了硼（B）和磷（P）共掺杂对石墨碳氮化物（g-C $_3$ N $_4$或GCN）单层膜的电子和光学性质的影响。能带结构表明，将B和P掺入GCN的六方晶格中将能带隙从原始GCN的$3.1$降低到$1.9$ eV，从而将光吸收向可见光区域延伸。此外，在计算吸收光谱和介电函数的基础上，发现共掺杂体系在可见光区的吸收强度得到了提高，并出现了更多的电子跃迁，即$π^*$电子跃迁，这些电子跃迁在原始的GCN中发生并被禁止.这些转变可以归因于掺杂时的电荷再分布，这是由电子密度和Mulliken电荷分布证实的畸变的可配置B/P共掺杂GCN引起的。因此，B/P共掺杂的GCN有望成为一个吉祥的候选人，被用作光电化学水裂解反应，导致高效的太阳能H $_2$生产的一个有前途的光电极。
2018-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Single Boron Atom Anchored on graphitic carbon nitride nanosheet (B/g-C$_2$N) as a photocatalyst for Nitrogen fixation: A First-Principles Study
光催化氮还原是一种很有前途的合成氨方法，目前的问题是寻找高活性和低活性的催化剂。基于第一性原理计算，将单个硼原子锚定在g-C $_2$ N上形成B/g-C $_2$ N，结果表明B/g-C $_2$ N可以作为潜在的光催化剂固定N $_2$.在g-C $_2$ N中引入B原子后，能隙从2.45 eV减小到1.21 eV，并且在可见光区也表现出较强的吸收。此外，N $_2$在B/g-C $_2$ N上可以通过酶促机制被有效还原，起始电位为0.07 V，速率决定势垒为0.50 eV。B/g-C $_2$ N和N $_2$之间的“接受-捐赠”相互作用对活化N $_2$起关键作用，B/g-C $_2$ N的BN $_2$部分作为活化和转运中心。其活性来源于N-$_2$的1-$π$ 1-$π$ * 轨道与B/g-C-$_2$ N分子轨道之间的强相互作用，1-$π$ * 轨道的电离和1-$π$ * 轨道的填充使N-$\equiv$ N键长大大增加，使N-$_2$活化。总体而言，这项工作表明B/g-C $_2$ N是一个有前途的光催化剂N $_2$固定。
2019-10-18 cond-mat.mtrl-sci
Solvation of Lithium Ion in Dimethoxyethane and Propylene Carbonate
锂离子（Li+）在二甲氧基乙烷（DME）和碳酸丙烯酯（PC）中的溶剂化在锂离子电池的背景下具有科学意义和紧迫性。我报告PM 7-MD模拟的组成Li+溶剂化壳（SH）在几个DME/PC混合物。等摩尔混合物的特点优先溶剂化PC，与经典的MD研究。然而，一个DME分子总是存在于第一个SH中，补充由五个PC分子形成的笼。随着PC分子被移除，DME逐渐取代空缺位置。在PC贫乏的混合物中，整个SH由五个DME分子填充。
2015-01-23 cond-mat.mtrl-sci
Macroscopic yarns of FeCl$_{3}$-intercalated collapsed carbon nano-tubes with high doping and stability
高度结晶的纳米碳的宏观阵列提供了改变其低维成分的电子结构的可能性，例如通过掺杂，并研究所产生的集体体行为。在石墨层间插入电子给体或受体是一种很有吸引力的方法，可以在不破坏$2$共轭体系的情况下可逆地增加载流子浓度。这项工作证明了FeCl $_{3}$嵌入到由塌陷（扁平）碳纳米管组成的纤维中。塌陷的碳纳米管束，类似于石墨纳米带的微晶，主机细长的层状FeCl $_{3}$晶体的数百个$nm$长，比以前的报告石墨材料长得多，可直接观察到的透射电子显微镜和X射线衍射。嵌入的CNT纤维在暴露于环境条件下数月后保持稳定，部分原因是在晶体边缘自发形成FeClO的钝化单层，从而防止嵌入剂的解吸和进一步水解。拉曼光谱显示大量的电子从CNT转移到FeCl $_{3}$，一种众所周知的受体，如通过G带上移至$25 cm^{-1}$所观察到的。在解析了塌陷的CNT的内层和外层的拉曼特征之后，可以解耦电荷转移对拉曼上移的应变和动态效应贡献，从而在插层系统中给出了$- 0.72 eV$的费米能级下移和$5.3X10^{13}$ $cm^{-2}$（$0.014$电子/碳原子）的大的平均自由载流子浓度。四探针电阻率测量表明，在插入后，导电性增加了六倍
2021-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Revealing the Staging Structural Evolution and Li (De)Intercalation Kinetics in Graphite Anodes via Machine Learning Potential
本研究开发了一种基于机器学习势的自动化工作流，模拟石墨负极中锂的动态（脱）嵌入过程，揭示了碳层动力学、缺陷与锂传输的耦合机制，为优化快充石墨负极设计提供了理论指导。
2025-08-08 cond-mat.mtrl-sci
Preparation and electrochemical properties of nitrogen-doped starch hard carbon anode materials for lithium-ion battery
本文以玉米淀粉为原料制备氮掺杂硬碳材料，发现氮掺杂以三种形式嵌入碳层，降低了材料无序度，显著提升了锂离子电池负极的可逆容量和倍率性能。
2024-07-21 cond-mat.mtrl-sci
Polymeric forms of carbon in dense lithium carbide
对碳纳米材料的巨大兴趣继续刺激旨在实现碳纳米线的密集研究活动，因为预期碳原子的线性链将显示新颖的和技术相关的光学、电学和机械特性。尽管碳的各种同素异形体（例如，金刚石、纳米管、石墨烯等）是最为人所知的材料之一，但由于难以使碳的悬挂键适当饱和，因此稳定一维形式的碳仍然具有挑战性。在这里，我们通过第一性原理计算表明，有序的聚合物碳链可以稳定在固体锂$_2$ C $_2$在中等压力下。这种压力诱导相（5 GPa以上）由嵌入锂笼中的双重锯齿形碳链的平行阵列组成，由于在\emph{sp} $^2$样杂化物中形成部分占据的碳孤对态，其显示出金属特征。发现在较宽的压力范围内，该相仍然是最有利的相。在极压（大于215 GPa）的结构和电子相变向绝缘单键三重协调的碳网络的预测。
2010-11-01 cond-mat.mtrl-sci
Solvent and salt effect on Lithium ion solvation and contact ion pair formation in organic carbonates: a quantum chemical perspective
采用量子化学计算方法研究了锂离子在碳酸亚乙酯/碳酸亚丙酯和碳酸亚丙酯/碳酸二甲酯混合电解质中的溶剂化行为。还研究了抗衡阴离子的存在对Li+在纯碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯中的溶剂化的影响。计算结果表明，在混合溶剂中不同的优选结构之间的过渡的自由能变化很小。这意味着不同的本地安排之间的过渡可以发生在混合物中。碳酸二甲酯的加入导致溶剂化团簇的偶极矩显著增加，表明碳酸二甲酯用作共溶剂时发生了重要的分子级修饰。在Li+的溶剂化壳层中阴离子的存在改变了在稀溶液中包含四个碳酸酯分子的分子间结构，仅允许两个碳酸酯分子与Li+配位。然而，Li+与阴离子电子供体原子的双齿络合在原子间尺度上保持局部四面体结构。由于接触离子对的形成和由此产生的潜在机制上的影响的Li+的溶剂化壳的中和提供了一个合理的解释在高盐浓度的电解质溶液的离子电导率下降。
2018-11-19 cond-mat.mtrl-sci
Valorizing the carbon byproduct of methane pyrolysis in batteries
虽然低成本的天然气仍然很丰富，但这种燃料的能量可以通过甲烷热解生产分子氢和固体碳来利用，而不会排放温室气体。在没有碳税的情况下，甲烷热解与当前的制氢方法相比在经济上没有竞争力，除非碳副产物可以被增值。在这项工作中，我们评估了在熔融盐中甲烷热解产生的碳副产物作为二次锂离子和钠离子电池的高附加值阳极或导电添加剂的可行性。拉曼表征和电化学微分容量分析表明，使用具有催化活性的FeCl 3-或MnCl 2的熔融盐混合物导致更多的石墨碳副产物。这些石墨碳在用作锂离子阳极时表现出最佳的电化学性能（高达272 mAh/g的可逆容量）。对于这里研究的所有碳样品，无序的碳域和保留的盐物种捕获和/或插入到碳结构中，通过X-射线光电子和多核固态核磁共振光谱确定。与商业碳阳极相比，后者导致降低的电化学活性和可逆性以及较差的速率性能。发现热解碳的电子电导率高度依赖于它们的纯度，最纯的碳表现出几乎与商业碳添加剂相当的电子电导率。这些研究结果表明，更有效地去除盐催化剂可以使这些碳在二次电池中的应用成为可能，为大规模实施甲烷热解生产低碳氢提供了经济激励。
2022-08-15 cond-mat.mtrl-sci
A depth resolved investigation of hydrogen uptake in carbon based nanostructures by soft-to-hard photoemission spectroscopy
Università degli Studi di Roma Tre（罗马第三大学）；INFN Sezione di Roma Tre（罗马第三国立核物理研究所）；INFN Sezione di Roma（罗马国立核物理研究所）；Diamond Light Source Ltd（钻石光源有限公司）；University of Tsukuba（筑波大学）；Tsukuba Institute for Advanced Research (TIAR)（筑波高等研究院）
利用软到硬X射线光电子能谱深度分析，发现纳米多孔石墨烯和垂直排列碳纳米管氢化后形成sp³富集层，厚度有限，氢吸收主要局限于表面。
2026-07-09 cond-mat.mtrl-sci
Gaussian approximation potential modeling of lithium intercalation in carbon nanostructures
我们展示了如何机器学习为基础的原子间势可以用来模拟客体原子在主机结构。具体而言，我们生成高斯近似势（GAP）模型的锂原子与石墨烯，石墨和无序碳纳米结构的相互作用，基于参考密度泛函理论（DFT）的数据。而不是治疗完整的锂-C系统，我们演示了如何从锂嵌入所产生的能量和力的差异可以建模，然后添加到一个（preexisting和未修改的）GAP模型的纯元素碳。此外，我们使用一个明确的对潜在的适合捕捉“有效的”Li-Li相互作用，以提高GAP模型的性能的好处。这为在具有基于机器学习的潜力的宿主框架中建模客体原子提供了概念验证，并且从长远来看，有希望对电池材料进行详细的原子研究。
2018-02-13 cond-mat.mtrl-sci
Surface science using coupled cluster theory via local Wannier functions and in-RPA-embedding: the case of water on graphitic carbon nitride
采用嵌入法对单个水分子在石墨氮化碳层上的吸附进行了第一性原理研究。嵌入的方法涉及到一种算法，以获得本地化的Wannier轨道的各种类型的平面波基础和内在原子轨道投影仪扩展。局域占据轨道与未占据的自然轨道相结合，进行多电子微扰理论计算的本地碎片。这些碎片由一组靠近被吸附的水分子的定域轨道组成。虽然表面模型在模拟单元中包含100多个原子，但所采用的碎片足够小，可以使用高级理论进行计算，直到耦合团簇与单，双和微扰三重粒子-空穴激发算子（CCSD（T））。为了校正丢失的长程相关能对吸附能的贡献，我们将CCSD（T）理论嵌入到直接无规相近似中，得到相对于碎片尺寸的快速收敛的吸附能。收敛计算的结合能相对于虚拟轨道基组实现采用一些最近开发的技术。此外，我们讨论了一系列近似的多电子微扰理论的碎片尺寸收敛。所获得的基准结果进行了比较，一些密度泛函计算。
2021-10-14 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.comp-ph
Hollow carbon sphere/metal oxide nanocomposite anodes for lithium-ion batteries
成功制备了包覆有金属氧化物纳米颗粒（SnO 2和MnO 2）的空心碳球（HCS），并对其作为锂离子电池负极材料的潜力进行了研究。拉曼光谱显示出高程度的石墨化的HCS主机结构。通过Brunauer-Emmett-Teller分析证实了纳米复合材料的介孔性质。对于所研究的两种金属氧化物，HCS的金属氧化物官能化产生电化学性能的显著增加。HCS/SnO 2的充电容量在45次循环后为370 mAh/g（在HCS/MnO 2中为266 mAh/g），这明显超过原始HCS中的188 mAh/g的值。值得注意的是，数据表明在两种情况下在100次循环后具有优异的长期循环稳定性。因此，结果表明，介孔HCS/金属氧化物纳米复合材料能够通过提供既导电又足够稳定以适应大的体积变化效应的HCS主体结构来开发锂离子电池中金属氧化物阳极材料的潜力。
2016-09-21 cond-mat.mtrl-sci
First-principles study of lithium-doped carbon clathrates under pressure
本文从理论上研究了C $_{46}$和Li $_8$ C $_{46}$ Ⅰ型碳笼合物在压力下的行为，以期为它们的合成提供新的信息。利用\textit{ab initio}计算，我们研究了这两种碳基笼状材料在压力下的能量和结构性质。与金刚石相比，这些低密度亚稳相显示出大的负压转变，这代表了它们合成的严重障碍。然而，我们的证据表明，一个最小的能量势垒可以达到接近40 GPa，这表明在极端的压力和温度条件下的锂包合物的合成是可能的。电子能带结构与相关的态密度的行为在压力下，以及与压力的依赖关系的主动拉曼模式也被检查。
2007-11-15 cond-mat.mtrl-sci
Ab-initio calculations of carbon and boron nitride allotropes and their structural phase transitions using periodic coupled cluster theory
我们提出了一个从头计算研究氮化硼以及碳同素异形体。它们的相对热力学稳定性和结构相变从低到高密度相的研究。压力-温度相图的计算和实验结果进行比较。计算采用量子化学波函数以及密度泛函理论。我们的研究结果表明，预测的能量差异往往取决于所采用的方法的选择显着。计算结果和实验结果之间的比较允许基准的准确性，不同层次的理论。所产生的结果表明，量子化学波函数为基础的理论允许实现系统的改进估计。我们发现，在耦合集团理论的水平上，氮化硼的低密度相和高密度相在0 K时都发生了热简并。这与最近的实验结果一致，表明立方氮化硼在环境条件下不是化学稳定的同素异形体。此外，我们采用计算结果来评估过渡概率从石墨低密度到类金刚石高密度相在一个近似的方式。我们的结论是，母石墨材料的堆叠顺序是至关重要的可能形成的亚稳纤锌矿氮化硼和六方碳金刚石也被称为lonsdaleite。
2019-02-21 cond-mat.mtrl-sci
Capacity Fade due to Side-reactions in Silicon Anodes in Lithium-ion Batteries
结果表明，在锂化/脱锂循环期间，在新鲜暴露的电极表面上连续发生的电解质还原反应导致循环效率降低，并且因此导致锂离子电池中良好循环的硅阳极的容量衰减。使用来自Li/Si半电池上的多个循环的恒电流锂化/去锂化数据，提出了将由于主反应（Si的锂化/去锂化）引起的电荷与副反应（电解质还原）分离的方法。对于以下三种常用的锂离子电解质制剂，在环境温度下在良好循环的非晶硅薄膜电极上估计这种寄生副反应的速率：碳酸亚乙酯和碳酸二亚乙酯（EC：DEC）的混合物，具有和不具有氟代碳酸亚乙酯（FEC）添加剂，以及碳酸亚丙酯（PC），全部含有1.2M六氟磷酸锂。在这三种制剂中，含有EC：DEC和FEC添加剂的电解质由于副反应而表现出最低的库仑损失，其次是PC和不含FEC添加剂的EC：DEC（即，EC：DEC + FEC> PC> EC：DEC）。在自放电、容量衰减、电池管理系统算法的开发和锂离子电池的精确数学建模的背景下，讨论了在良好循环的电极上估计侧反应速率的重要性。
2020-02-17 cond-mat.mtrl-sci
Structural Diversity in Lithium Carbides
锂-碳二元系统具有广泛的化合物，这些化合物表现出迷人的化学键合特性，这些特性产生了各种技术上重要的特性。虽然以前已经研究或提出了具有各种组成的碳化锂，但这些化合物的晶体结构远未得到很好的理解。在这项工作中，我们提出了第一次全面调查的所有基态（GS）结构的碳化锂在广泛的热力学条件下，使用\textit{ab initio}密度泛函理论（DFT）的晶体结构搜索方法。在0 GPa以及40 GPa下对范围从Li $_{12}$ C到LiC $_{12}$的29种化学计量进行彻底搜索。基于优化的van der Waals密度泛函计算的生成函数，在0 GPa压力下，共鉴定出7个结晶稳定相（Li $_4$ C $_3$、Li $_2$ C $_2$和LiC $_{12}$），（Li $_8$ C，Li $_6$ C，Li $_4$ C，Li $_8$ C $_3$，Li $_2$ C，Li $_3$ C $_4$，和Li $_2$ C $_3$）在40 GPa下预测。在这些结构中发现了丰富多样的碳键合，包括单体、二聚体、三聚体、纳米带、片和框架，并且观察到每个相中存在的碳连接的维度随着碳浓度的增加而增加。特别感兴趣的是，我们发现众所周知的组合物LiC $_6$实际上是亚稳态的。我们还发现了一个独特的共存的碳单体和二聚体内预测的化学稳定相Li $_8$ C $_3$，和不同宽度的碳纳米带共存于一个…
2016-07-11 cond-mat.mtrl-sci
Type-II Dirac cone and Dirac cone protected by nonsymmorphic symmetry in carbon-lithium compound (C4Li)
本文利用第一性原理方法预测了碳锂化合物的一种新的能带结构。我们发现它在费米能级附近有两个Dirac点，一个位于W点，这是由于化合物的非对称性，另一个表现为II型Dirac锥，沿Γ到X线具有更高的各向异性.在第二类狄拉克锥附近得到的空穴袋和电子袋的费米面片是相互分离的，当费米能级掺杂穿过第二类狄拉克锥时，空穴袋和电子袋的费米面片会相互接触。讨论了费米面随掺杂的演化。从T到W交叉的能带在kx=π和ky=π镜像平面的交叉处形成线节点。C_4Li是一种在费米能级附近同时具有非对称保护Dirac锥和II型Dirac锥的新型材料，具有特殊的拓扑性质，在电子学应用中具有重要意义。
2017-08-03 cond-mat.mtrl-sci
Turbostratic graphitic microstructures: electronically decoupled multilayer graphene devices with robust high charge carrier mobility
碳纳米材料由于其特殊的物理性质继续令科学家感到惊讶。最近已经有理论预测和石墨烯多层膜的第一次报告，其中，由于堆叠层的旋转，保持了出色的电子性能，同时由于多层性质，对降解和机械应力的敏感性大大降低。在这里，我们表明，完全乱层多层石墨微结构结合了先进的电子和自旋电子器件所需的高载流子迁移率与石墨结构的鲁棒性。使用拉曼光谱和透射电子显微镜（TEM）的盘形石墨微结构的结构表征揭示了莫尔和衍射图案证实其乱层性质。电子输运特性产生了可重复的高迁移率，> 105 cm ^2（Vs）^（-1），与盘的厚度无关，这是乱层堆积引起的电子去耦的直接结果。
2013-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High performance Black Phosphorus/Graphitic Carbon Nitride Heterostructure-based Wearable Sensor for Real-time Sweat Glucose Monitoring
本文提出黑磷/石墨相氮化碳异质结构，利用磷-氮相互作用提升葡萄糖电催化氧化性能，并将其集成到含微流控与NFC芯片的可穿戴贴片中，实现高灵敏度实时汗液葡萄糖监测。
2024-12-27 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.med-ph
Microstructure, magneto-transport and magnetic properties of Gd-doped magnetron-sputtered amorphous carbon
采用磁控共溅射法将磁性稀土元素钆（Gd）掺杂到非晶碳薄膜（氢化\textit{a} -C：H或无氢\textit{a} -C）中。Gd作为磁性以及电掺杂剂，导致在低于温度（$T'$）下的巨大的负磁阻。引入氢来控制非晶碳的成键结构。采用高分辨电子显微镜、离子束分析和拉曼光谱表征了Gd掺杂对\textit{a-} Gd $_x$ C $_{1-x}$（：H $_y$）薄膜形貌、成分、密度和键合的影响。当$x$的含量为$x$ =22.0 at.%时，薄膜基本上是无定形的，并且是均匀的.随着Gd掺杂量的增加，与$sp^{2}$键合的碳原子由碳链向六元石墨环演化。H的引入打开了石墨环，并稳定了富含$sp^{2}$的碳链无规网络。其输运性质不仅与Gd掺杂有关，而且对$sp^{2}$有序度也非常敏感。磁特性，如自旋玻璃冻结温度和磁化率，与Gd浓度成比例。
2007-01-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Solvation of the Fluorine Containing Anions and Their Lithium Salts in Propylene Carbonate and Dimethoxyethane
由于锂离子电池的出现，基于碳酸丙烯酯（PC）-二甲氧基乙烷（DME）混合物的电解质溶液具有显著的重要性和紧迫性。锂离子在这些体系中的溶剂化和配位作用是近年来研究的热点。然而，关于阴离子（四氟硼酸盐，六氟磷酸盐）的类似信息仍然缺失。这项工作报告PM 7-MD模拟（电子结构水平的描述），包括有限温度的影响，阴离子溶剂化的PC-DME混合物。报道的结果证明，阴离子出现弱溶剂化。这一观察结果与溶剂分子中缺乏合适的配位位点有关。在浓电解质溶液中，BF 4和PF 6都倾向于以中性离子对（LiBF 4，LiPF 6）的形式存在。
2015-01-30 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Sol-gel synthesis of Li3VO4/C composites as anode materials for lithium-ion batteries
以酒石酸、苹果酸和葡萄糖为螯合剂和碳源，采用溶胶-凝胶法合成了Li 3VO 4/C复合材料，并在650 °C下退火1 h。这些有机添加剂的存在对最终产物的形态和微晶尺寸有关键影响。结果表明，Li 3VO 4/C作为锂离子电池负极材料的电化学性能受材料的形貌、织构和碳含量的影响。当使用羧酸作为碳源时，获得具有介孔结构和高表面积的复合物，其显示出增强的电化学活性。最初，获得约400 mAh g-1的可逆容量。相比之下，用葡萄糖合成的Li 3VO 4/C在循环稳定性方面表现优异。它表现出299 mAh g-1的放电容量在100次循环后对应于96%的优异的容量保持率。碳复合材料对Li 3VO 4的电化学性能有良好的影响。
2020-12-01 cond-mat.mtrl-sci
Heterostructures of MXenes and N-doped graphene as highly active bifunctional electrocatalysts
具有多功能化学性质和优异导电性的MXene是用于能量存储和催化剂的普遍候选材料。受最近将MXene与碳材料杂化的实验的启发，本文从理论上设计了一系列由MXene单层支撑的N掺杂石墨烯异质结构作为氧还原反应（ORR）和析氢反应（HER）的双功能电催化剂。我们的第一性原理计算表明，V2C和Mo2C MXene上的石墨片具有高活性，ORR过电位低至0.36 V，HER的反应自由能接近于零，两者都具有低动力学势垒。这种优异的催化活性来源于石墨片与MXene之间的电子耦合，并与表面碳原子的pz带中心和异质结构的功函数有关。我们的研究结果通过利用MXenes的快速电荷转移动力学和强界面耦合来筛选一种新型的高活性电催化剂，并阐明了调节二维杂化材料催化性能的通用机制。
2018-05-11 cond-mat.mtrl-sci
First-Principles and Machine Learning Insights into the Design of DOTT-Carbon and its Lithium-Ion Storage Capacity
提出新型二维碳同素异形体DOTT-Carbon，结合密度泛函理论与机器学习模拟验证其稳定性、力学及锂离子存储性能，证明其适合作为锂离子电池负极材料。
2025-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Preparation of hierarchical C@MoS2@C sandwiched hollow spheres for Lithium ion batteries
采用改进的模板法制备了多层C@MoS2@C空心球，其中活性MoS 2纳米片被碳层夹在中间。该方法应用聚多巴胺（PDA）层，其抑制模板的形态变化，从而加强中空微球结构。此外，PDA与Mo前体形成复合物，导致MoS 2在其表面上原位生长并防止纳米片团聚。它还提供碳，最终将100-150 nm薄的MoS 2球体夹在中间。所得到的分层结构材料提供了稳定的微观结构，其中与MoS 2强烈连接的碳层为电子和离子转移提供了有效的途径，并同时缓冲了充放电过程中不可避免地出现的体积变化。碳夹层MoS 2基电极在0.1 C下循环50次后表现出约900 mA h g-1的高比容量、高达200次循环的出色循环稳定性以及优越的倍率性能。这里报道的通用合成方法提供了一个通用的路线，设计中空夹层结构与各种不同的活性物质。
2017-01-20 cond-mat.mtrl-sci
Lithium Ion Solvation and Diffusion in Bulk Organic Electrolytes from First Principles and Classical Reactive Molecular Dynamics
锂离子电池的性能受到电解质的离子电导率的强烈影响，这取决于锂离子在电池中迁移的速度，并与它们的溶剂化结构有关。溶剂的选择可以极大地影响Li离子的溶剂化和扩散率。本文采用第一性原理分子动力学研究了锂离子在碳酸乙烯酯（EC）、碳酸甲乙酯（EMC）以及EC/EMC混合溶剂中的溶剂化和扩散行为。我们发现，锂离子被溶剂的羰基或醚氧原子溶剂化，有时由PF $_6^-$阴离子。Li $^+$优选四面体配位的第一溶剂化壳层，而不管涉及哪种物质，具体优选的溶剂化结构取决于有机溶剂。此外，我们计算了锂在每种电解质中的扩散系数，发现线性碳酸酯EMC中的扩散系数略大于环状碳酸酯EC。扩散系数的大小与Li $^+$溶剂化的强度相关。PF $_6^-$阴离子的相应分析表明，与弱结合，定义不清的第一溶剂化壳层相关的扩散性更大。这些结果可用于帮助设计新的电解质，以改善锂离子电池的性能。
2015-02-26 cond-mat.mtrl-sci
Poly(ionic liquid)-derived N-doped carbons with hierarchical porosity for lithium and sodium ion batteries
锂和钠离子电池的性能显著依赖于可控多孔结构和化学组成的碳电极的可及性。本文报道了一种以聚离子液体（PIL）为前体，氧化石墨烯（GO）稳定的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）纳米粒子为牺牲模板，合成出结构清晰的多孔N掺杂碳（NPC）。首先制备GO稳定的PMMA纳米颗粒，然后在碳化之前通过薄PIL涂层进行修饰。所得的NPC达到了令人满意的比表面积高达561 m2/g和分层介孔和大孔结构，同时保持2.6重量%的氮含量。这样的NPC对于锂离子电池（LIB）在0.4A/g下在200次循环中提供1013mA h/g的高可逆充电/放电容量，并且对于钠离子电池（SIB）在0.1A/g下在100次循环中显示出204mA h/g的良好容量。
2019-01-17 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
MoO2/C composites prepared by tartaric acid and glucose-assisted sol-gel processes as anode materials for Lithium-ion batteries
首次采用酒石酸/葡萄糖辅助溶胶-凝胶法制备了MoO 2/C复合材料。合成材料的结构，形态和电化学性能进行了充分的表征。与酒石酸辅助产物相比，采用葡萄糖作为碳源有效地提高了复合材料中的碳含量。不考虑有机组分，复合材料表现出低结晶度和小晶粒尺寸。这导致阳极材料的良好电化学性能，如对于葡萄糖辅助的材料所证实的，其在额外的后处理之后提供有竞争力的电化学容量。
2020-12-10 cond-mat.mtrl-sci
Tailored Molybdenum Carbide Properties and Graphitic Nano Layer Formation by Plasma and Ion Energy Control during Plasma Enhanced ALD
我们展示了广泛的研究如何膜密度和结晶度碳化钼（$MoC_{x}$）可以定制在等离子体增强ALD（PEALD）通过控制等离子体暴露时间或离子能量。我们研究了在150°C和300°C之间的温度下使用$Mo(^tBuN)_2(NMe_2)_2$作为前体和$H_2/Ar$等离子体作为共反应物生长的$MoC_{x}$膜。我们发现在PEALD循环过程中，在高平均离子能量下石墨层形成的阈值。所提供的高能量剂量允许形成杂化的$sp^{2}$碳键，类似于高温退火。$MoC_{x}$表面的石墨化在300 $^{\circ}C$的温度下发生。X射线衍射（XRD）显示石墨膜的（101）面衍射峰占主导，X射线光电子能谱（XPS）显示石墨膜的$sp^{2}$ C1 s峰和碳化物金属峰。膜的表面粗糙度在沉积的石墨化制度下显著降低。在PEALD期间通过高能等离子体离子的这种低温石墨化显示出通过PEALD在低温下推进石墨烯和石墨复合材料用于未来应用的巨大前景。
2019-11-12 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Efficient and all-carbon electrical readout of a NV based quantum sensor
本研究通过氙聚焦离子束在金刚石上制备石墨平面电极，实现了基于 NV 中心系综的光电导自旋读出，为构建全碳金刚石量子传感器提供了高效电学读出技术。
2022-12-20 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph quant-ph
The Effect of Mechanical Strain on Lithium Staging in Graphene
石墨嵌锂是锂离子电池的基础，石墨电极嵌锂的热力学研究一直是热点。块状石墨中的嵌入锂经历称为分级的结构有序化，以使晶格内的静电排斥最小化。虽然这个过程对于块状石墨是很好理解的，但是在纳米级上，限制效应变得很重要，这可以显著影响纳米结构电极的电化学。因此，石墨烯提供了一个模型平台，研究嵌入动力学在纳米级的芯片上的设备制造和电化学嵌入与原位表征相结合。我们表明，微尺度的机械应变显着影响有序锂相在石墨烯中的形成。原位拉曼光谱的石墨烯微片机械约束在锂嵌入过程中的边缘揭示了厚度依赖性增加高达1.26 V的电化学电位，诱导锂分期。虽然诱导的机械应变能随着石墨烯厚度增加到四次方，但与观察到的电化学能的增加相比，其幅度很小。我们推测，机械应变能增加了锂阶段的成核势垒，大大延迟了有序锂相的形成。我们的研究结果表明，电极组件可以严重影响锂分级动力学的循环速率和发电电池的重要。我们展示了应变工程在二维纳米材料作为一种方法来操纵相变和化学反应。
2020-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Assessing carbon-based anodes for lithium-ion batteries: A universal description of charge-transfer binding
碳基锂离子电池阳极的许多关键性能特征在很大程度上取决于锂（Li）和sp2碳（C）之间的结合强度，其可以随着基底结构、化学和形态的细微变化而显著变化。在这里，我们使用密度泛函理论计算，调查各种sp2 C基板，包括原始的，有缺陷的，应变石墨烯，平面C簇，纳米管，C边缘和多层堆叠的Li的相互作用。在几乎所有的情况下，我们发现一个普遍的线性关系之间的Li-C结合能和所需的工作，以填补以前未占用的电子状态在基板。这表明Li容量主要由两个关键因素决定-即固有量子电容限制和费米能级的绝对位置。这个简单的描述符允许直接预测的Li-C结合能和相关的电池特性的候选C材料的基础上，仅基板的电子结构。它进一步提出了设计更有效的C基阳极的具体指导方针。该方法应广泛适用于平面基板上的电荷转移吸附，并提供了一个现象学的超级电容器和催化剂设计中建立的原则连接。
2014-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Carbon nanostructures obtained by underwater arc discharge of graphite electrodes: Synthesis and characterization
在目前的工作中，应用的方法获得几个碳纳米结构的石墨电极的水下电弧放电。通过透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、拉曼光谱、原子力显微镜（AFM）和X射线衍射（XRD）对所得产物的分析表明，从漂浮在水面上的材料中收集的样品主要由多面体洋葱状颗粒组成，而从沉淀物中收集的样品则是多壁纳米管的混合物，洋葱状颗粒和其它石墨结构。所获得的纳米结构的主要特征进行了讨论。
2015-02-13 cond-mat.mtrl-sci
Probing Structure and Ionic Transport in Molten Lithium Carbonate
Indian Institute of Science（印度科学研究所）；Shell International Exploration & Production Inc.（壳牌国际勘探与生产公司）；Shell India Markets Pvt. Ltd.（壳牌印度市场私人有限公司）
采用等变图神经网络（MACE和NequIP）训练熔融淬火从头算分子动力学数据，构建熔融Li2CO3的机器学习势，MACE在能量和力预测上优于NequIP，并用于大规模模拟，揭示了Li输运由协同运动主导，且存在温度驱动的各向异性到各向同性转变。
2026-06-15 cond-mat.mtrl-sci
Electron-Hole Symmetry Breaking in Charge Transport in Nitrogen-Doped Graphene
石墨氮掺杂石墨烯是研究带电杂质对无质量狄拉克费米子散射过程的一个很好的平台，其中氮原子直接取代石墨烯晶格中的碳原子，由于没有晶格缺陷，可以保持高的迁移率。在这项工作中，我们报告的高品质石墨氮掺杂石墨烯的电和磁输运测量。我们发现，在石墨烯中的取代氮掺杂剂引入原子尖锐的电子散射，但长程库仑散射的空穴，因此，石墨氮掺杂的石墨烯表现出明确的电子-空穴输运性质的不对称性。分析了氮掺杂石墨烯中载流子的主要散射过程。结果表明，电子-空穴的不对称性起源于电子和空穴的谷间散射的明显差异。我们还进行了不同温度下的石墨氮掺杂石墨烯的磁输运测量和谷间散射，谷内散射和相位相干散射率的温度依赖性提取和讨论。我们的研究结果为石墨烯中取代氮掺杂诱导的谷间散射中的电子-空穴不对称性提供了证据，并为石墨氮掺杂石墨烯在电子和谷电子器件中的广泛和潜在应用提供了依据。
2017-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electric-field induced strange metal states and possible high-temperature superconductivity in hydrogenated graphitic fibers
本文研究了增大外加电场强度对氢化石墨纤维电荷输运的影响。电阻率测量进行了直流电流在nA - mA范围内，温度从1.9 K到300 K。高温非欧姆电压-电流依赖性很好地描述了非线性随机电阻网络模型适用于系统，在所有尺度上是无序的。随温度变化的电阻率显示出线性的，从绝缘到金属状态的阶梯状转变以及平台的功能。随着更多的电流被提供，纤维变得更导电，因此电流密度上升。在高电场中观察到最有趣的特征。当光纤冷却时，电阻率首先随温度线性下降，然后在温度T？260？280 K，与场无关。这些对碳、氢、氮和氧原子组成的系统的观察表明，可能存在电场诱导的超导性，具有高临界温度，这是通过研究手性对生命起源的作用而预测的[1]。
2020-05-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
