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 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
The Deformation Effect on the Electronic Structure of the Graphite Nanoribbon Arrays
我们利用第一性原理研究了边缘原子以氢原子为末端原子的锯齿形石墨纳米阵列的电子结构的形变效应。单轴应变被认为对石墨纳米带具有形变效应。我们发现，石墨纳米粒子的自旋极化边的反铁磁排列仍然比形变下的铁磁排列更有利。拉伸应变使石墨带的磁化强度增加，而压缩应变使其磁化强度降低，单轴应变下石墨带的反铁磁态带隙呈现正压导数。应变改变了能带结构的形状和带隙，在这里，边缘原子起着至关重要的作用。形变也影响了边缘原子对费米能级附近能带的贡献。研究了横向电场作用下石墨纳米颗粒的形变效应。
2008-10-25 cond-mat.mtrl-sci
Kinetically controlling surface atom arrangements in thermally robust, amorphous high-entropy alloy nanoparticles by solvent selection
本研究以坎托合金为模型，通过溶剂选择在纳秒脉冲激光合成中控制碳掺杂，实现非晶高熵纳米颗粒表面原子排列的动力学调控，并提出了相关形成机制。
2025-05-22 cond-mat.mtrl-sci
$sp^{2}$/$sp^{3}$ carbon ratio in graphite oxide with different preparation times
氧化石墨是一种无定形绝缘体。虽然已经提出了几种模式，但其结构仍然存在争议。为了阐明这一问题，通过Brodie工艺和Staudenmaier工艺制备了5个样品。用X射线吸收近边结构研究了氧化石墨的电子结构，并用X射线光电子能谱研究了$sp^{2}$与$sp^{3}$键合碳原子的比例随样品制备时间的变化。发现该比率以指数方式接近0.3，特征时间为1.5周。我们认为，这一漫长的特征时间是结构仍然不清楚的原因。
2011-03-02 cond-mat.mtrl-sci
Graphene Domain Signature of Raman Spectra of sp2 Amorphous Carbons
本文提出了一个共同的考虑拉曼光谱的sp2非晶碳一起的性质和类型的非晶。后者被归因于强迫分裂。这些碎片具有尺寸受限的石墨烯结构域，周围有杂原子项链，是固体的基本结构单元（BSU），决定了它们是具有分子结构的无定形物。多环芳烃、sp2无定形碳、石墨烯和/或石墨晶体的拉曼光谱的标准G-D-2D图案归因于BSU石墨烯域。分子近似允许将单声子光谱的G-D光谱图像与石墨烯域内的C=C键长的相当大的分散相连接，所述分散由BSU的大小、杂原子项链以及BSU堆积决定。二维双声子光谱的解释揭示了在光谱形成的电非谐性的特殊作用，并将这种效果归因于石墨烯域中高度的电子密度离域。
2020-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Stacking transition in rhombohedral graphite
近年来，几层石墨烯（FLG）因其由局部原子排列所定义的可变电子性质而受到广泛关注。虽然FLG中最自然的层排列是ABA（Bernal）堆叠，但也可以发生以相对高的能量势垒为特征的亚稳态ABC（菱面体）堆叠。当两种堆叠发生在同一FLG器件中时，这导致具有畴壁（DW）的面内异质结构。我们表明，ABC堆叠在FLG可以可控地和本地变成ABA堆叠以下两种方法。在第一种方法中，焦耳加热被引入，其特征在于在亚微米空间分辨率的二维峰拉曼光谱的转变。所观察到的转变是在一个小区域开始的，然后DW可控地移位，直到整个器件变成ABA堆叠。在第二种方法中，通过用波长为790 nm的激光脉冲的训练照射ABC区域来实现转变，而通过透射电子显微镜在衍射和暗场模式下可视化转变。此外，通过这种方法，DW在暗场成像模式下以纳米级空间分辨率可视化。
2019-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
From Point Defects in Graphene to Two-Dimensional Amorphous Carbon
虽然在过去的几年中，晶体二维材料已经成为实验现实，但以前没有报道过非晶二维材料。在这里，使用电子辐照，我们创建一个sp2杂化的一个原子厚的平面碳膜与随机排列的多边形，包括四元碳环。我们展示了如何通过成核和生长的低能量多空位结构的旋转六边形和其他多边形的转变发生一步一步。我们的观察，以及第一性原理计算，提供了新的见解，碳的键合行为和石墨烯中的缺陷的动力学。所产生的域具有带隙，这可能为工程石墨烯基电子器件开辟新的可能性。
2011-02-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multiwavelength Raman spectroscopy analysis of a large sampling of disordered carbons extracted from the Tore Supra tokamak
无序碳通常表现出复杂的拉曼光谱，有四到六个组分。在这里，使用多波长拉曼显微镜（325.0，514.5，785.0 nm）分析了各种各样的无序碳，形成具有各种各样结构的样品集合。它们使我们能够将纳米结晶石墨已知的拉曼行为扩展到无定形碳，（与激发波长的依赖性）以及将无定形碳已知的其他拉曼行为扩展到纳米结晶石墨，（使用不同激发波长探测的最小簇尺寸的差异）。将实验光谱与使用已知定律构建的模拟光谱进行比较，以证明新的加宽来源。
2014-01-13 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Families of superhard crystalline carbon allotropes induced via cold-compressed graphite and nanotubes
本文报道了通过对由锯齿链和扶手椅链堆积而成的奇5+7或偶4+8元碳环的拓扑分析，系统地构造两类冷压石墨超硬sp3碳同素异形体结构族的一般方案。我们的研究结果表明，以前提出的M，bct-C4，W和Z同素异形体属于我们目前提出的家庭，并根据天然碳环的拓扑结构排列的许多其他成员被发现，可以帮助我们了解冷压缩石墨和碳纳米管（CNT）的结构相变。特别是，我们预测存在两个简单的同素异形体，R-和P-碳，这与实验的冷压缩石墨和碳纳米管的X射线衍射图案相匹配，分别显示透明的宽禁带绝缘体基态，并具有大的维氏硬度与金刚石相媲美。
2012-03-14 cond-mat.mtrl-sci
Surface Binding Energies for Amorphous Plagioclase Feldspar Calculated using Molecular Dynamics
本研究通过分子动力学模拟计算无定形斜长石（钠长石和钙长石）的表面结合能，发现其与晶体形式差异不大，溅射产额差异也较小，归因于不同原子排列中相同的元素键。
2025-10-27 astro-ph.EP cond-mat.mtrl-sci
Structural study of monolayer cobalt phthalocyanine adsorbed on graphite
我们提出的二维排列的钴酞菁分子在石墨（HOPG）基板上的低覆盖率制度的微观调查。高分辨率扫描隧道显微镜（STM）揭示了分子层的初始生长和有序化。在低覆盖率下，单分子主要沿着衬底晶格方向之一取向，而在稍高的覆盖率下它们形成链。从第一单层上可以发现具有两个不同晶胞的结构。提出了基于势能计算的理论模型，该模型将两个相与驱动有序力联系起来。
2014-07-07 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
High pressure behavior of CsC8 graphite intercalation compound
研究了CsC_8石墨层间化合物在室温至32GPa的高压相图。结合X射线和中子衍射、Raman和X射线吸收光谱，我们首次报道了CsC_8在加压时在2.0、4.8和8 GPa附近发生相变。提出了可能的候选晶格结构和过渡机制。我们发现，所观察到的过渡涉及的结构重新安排在Cs子网络，而石墨层之间的距离是连续减少至少高达8.9 GPa。在8 GPa附近，通过拉曼和X射线吸收光谱测量的电子结构特征的重要修改证明了新转变的开始。
2007-10-25 cond-mat.mtrl-sci
Morphology and structural properties of thin rubrene crystallites grown on graphite
该研究通过控制初始沉积、加热与分压，在HOPG上生长高迁移率红荧烯正交相，并分析其晶体生长习性、热稳定性及光降解。
2024-04-22 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Ultrafast optical manipulation of atomic arrangements in chalcogenide alloy memory materials
一类硫属化物合金材料在非晶-结晶相变时显示出光学性质的显著变化，这导致了现代光学数据存储中大数据容量的发展。在硫系相变材料中，Ge 2Sb 2 Te 5（GST）由于其可靠性而被最广泛地使用。我们使用一对飞秒光脉冲来演示超晶格中Ge原子从四面体（非晶）到八面体（晶）的超快光学操作。取决于第二泵浦脉冲的参数，超快非热相变发生在对应于GeTe 4局部振动的相干运动的仅几个周期（~ 1 ps）内。在硫属化物合金存储器中使用超快开关可能会导致存储器设备的重大范式转变，超越当前一代基于硅的闪存。
2011-01-05 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
The structure of graphite oxide: Investigation of its surface chemical groups
采用SEM、TEM、XRD、FT-IR、XPS、13 C固体NMR和O-K边X射线吸收近边结构（XANES）等手段对氧化石墨（GO）的结构进行了系统的研究。TEM数据显示GO由非晶相和晶相组成。XPS数据表明，一些碳原子具有sp3轨道，另一些具有sp2轨道。sp2与sp3键合的碳原子的比率随着样品制备时间的增加而降低。GO的13 C固态NMR光谱表明存在-OH和-O-基团，其峰分别出现在60和70 ppm处。FT-IR结果证实了这些发现。FT-IR也暗示了酮基的存在，这被O K边XANES和13 C固态NMR证实。我们提出了一个新的模型GO的基础上的结果; -O-，-OH，和-C=O基团的表面上。
2010-08-05 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis and properties of free-standing monolayer amorphous carbon
块体非晶材料已经被广泛研究和应用，但其原子排列仍然是一个悬而未决的问题。虽然它们通常被认为是Zachariasen连续随机网络，但最近的实验证据支持非晶硅的竞争微晶模型。然而，在二维材料中，相应的问题仍然没有得到解答。在这里，我们报告的合成，通过激光辅助化学气相沉积，厘米级的，独立的，连续的和稳定的单层无定形碳，拓扑结构不同于无序石墨烯。与块体材料不同，单层无定形碳的结构可以通过原子分辨率成像来确定。通过拉曼光谱、X射线光谱和透射电子显微镜的广泛表征揭示了完全不存在长程周期性和具有广泛分布的键长、键角和五元环、六元环、七元环和八元环的三重配位结构。环分布不是Zachariasen连续随机网络，但类似于竞争（纳米）微晶模型。我们构建了一个相应的模型，使单层无定形碳的性质的密度泛函理论计算，根据观察。直接测量证实它是绝缘的，电阻率值与化学气相沉积法生长的氮化硼相似。自支撑单层无定形碳令人惊讶地稳定，并且变形至高断裂强度，而没有从断裂点的裂纹扩展。这种稳定的、独立的单层无定形碳的优异物理性质可以证明在诸如磁纪录设备和柔性电子器件的应用中对于渗透和扩散屏障是有用的。
2021-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Emergent medium-range order in amorphous silicon
College of Physics, Chengdu University of Technology（成都理工大学物理学院）；Physical and Theoretical Chemistry Laboratory, Department of Chemistry, University of Oxford（牛津大学化学系物理与理论化学实验室）；Laboratoire Charles Coulomb (L2C), University of Montpellier and CNRS（蒙彼利埃大学与法国国家科学研究中心夏尔·库隆实验室）
本研究通过机器学习驱动的大规模原子模拟，揭示非晶硅中短程键合约束与长程原子排列相互作用，涌现出中程有序的立方、八面体对称模式，建立了第一尖锐衍射峰与中程有序实空间组织的直接联系。
2026-10-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Molecular Dynamics Simulation of Chemical Vapor Deposition of Amorphous Carbon: Dependence on H/C Ratio of Source Gas
采用分子动力学模拟，研究了石墨和金刚石表面化学气相沉积无定形碳的过程。特别地，我们研究了源H/C比（源气体中氢原子的数目与碳原子的数目的比率）对沉积过程的影响。在本模拟中，测试了以下两种源气体条件：一种是源气体作为孤立的碳原子和氢原子注入，另一种是源气体作为烃分子注入。在前一种条件下，我们发现随着源H/C比的增加，碳原子的沉积速率呈指数下降。沉积速率随源H/C比的增加呈指数下降，这与实验数据一致。然而，在后一种分子源条件下，由于源气体中的烃类所特有的化学反应，沉积速率并没有呈指数下降。
2010-09-08 cond-mat.mtrl-sci
Topological descriptor of thermal conductivity in amorphous materials
非晶态材料复杂结构与其物理性能之间的定量关系一直是材料科学中的一个难题。在非晶Si（一种典型的共价非晶态固体）中，中程有序（MRO）的存在已被广泛讨论。然而，对应于MRO的特定原子排列及其与物理性质（如热导率）的关系仍然难以捉摸。在这里，我们通过结合拓扑数据分析、机器学习和分子动力学模拟来解决这个问题。利用持续同调理论，我们构造了一个可以预测导热系数的拓扑描述子。此外，从描述符的逆分析，我们确定了典型的环的功能，相关的热导率和MRO。研究结果为通过纳米结构的拓扑结构控制材料特性提供了一条途径。
2022-03-29 cond-mat.mtrl-sci
Nucleation mechanism for the direct graphite-to-diamond phase transition
ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）；Johannes Gutenberg University Mainz（美因茨约翰内斯古腾堡大学）；Ruhr-Universität Bochum（波鸿鲁尔大学）
针对石墨直接转金刚石的实验现象与现有理论的不足，本研究采用从头算精度神经网络势开展大规模成核模拟，揭示了该相变的微观成核机制，为复杂碳基体系的结构转变研究提供了重要支撑。
2011-01-07 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.comp-ph
Predicting the Fracture Propensity of Amorphous Silica Using Molecular Dynamics Simulations and Machine Learning
Sibley School of Mechanical and Aerospace Engineering, Cornell University（康奈尔大学机械与航空航天工程学院）；Department of Engineering Mechanics, Xi’an Jiaotong University（西安交通大学工程力学系）
本文结合大规模分子动力学模拟与机器学习，揭示非晶二氧化硅局域原子结构、配位数变化与延展性、韧性及断裂位置之间的关系，为功能材料的原子级设计提供依据。
2023-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetism of carbon-based materials
我们提出了一系列关于不明飞行物的实验证据：未识别的铁磁有机结构。实验得到了五种类型的碳磁体：1.相互作用的自由基链2.具有sp2和sp3配位原子的混合物的碳质物质3.无定形碳结构含有三价元素，如P，N。B. 4.纳米石墨和块状石墨，纳米金刚石，碳纳米泡沫5。富勒烯
2002-07-15 cond-mat.mtrl-sci
White-light generating molecular materials: correlation between the amorphous/crystalline structure and nonlinear optical properties
非晶材料是当今技术的组成部分，它们通常具有高性能和多功能的集成。因此，未来的应用越来越多地旨在收获非晶态的潜力。然而，使用基于衍射的技术建立其结构-性质关系本质上是具有挑战性的，但对于开发高级功能来说是非常理想的。在这篇文章中，我们介绍了一套基于透射电子显微镜的技术来局部量化材料的结构。这种独特的方法可以清楚地识别非晶和结晶区域的空间分布，并量化代表性模型系统的非晶区域的原子排列。我们研究了一个系综的定义明确，功能化的金刚烷型集群分子表现出非常有前途的非线性光学性质的起源不明。三种模型化合物（[（PhSn）4S 6]，[（NpSn）4S 6]，[（CpSn）4S 6]）的纳米结构与其特征光学响应相关。这些结果突出了在理解微观起源时无定形分子材料的有利性质。
2022-04-11 cond-mat.mtrl-sci
Structural transformation of implanted diamond layers during high temperature annealing
近年来，离子束诱导非晶层石墨化成为金刚石器件制造的基本工具。可以去除可蚀刻石墨层以形成独立式膜，可以使用FIB研磨将期望的结构雕刻到该独立式膜中。采用锐金刚石-空气界面模型对用这种方法制备的器件的光学特性进行了假设。该界面的真实质量取决于退火后非晶损伤层的石墨化程度。在目前的工作中，石墨化过程进行了研究，使用常规和分析TEM。发现在550 °C下退火导致注入体积的部分石墨化，形成夹在四面体非晶碳层之间的纳米结晶石墨相。在1400 °C下退火导致非晶层的完全石墨化。石墨纳米晶体的平均尺寸不超过5 nm，具有垂直于样品表面的c-平面的主要取向。
2016-08-25 cond-mat.mtrl-sci
Electrodeposition of amorphous molybdenum sulfo-selenide as a low-cost catalyst
本研究通过单电解液电沉积技术合成非晶态Se-MoSx催化剂，证明硒的掺入能显著提升其电催化效能，为低成本电化学过程提供了可扩展方案。
2024-10-08 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Raman scattering study of the a-GeTe structure and possible mechanism for the amorphous-to-crystal transition
我们报告的非弹性（拉曼）光散射研究非晶GeTe薄膜的局部结构。温度降低的拉曼光谱的详细分析表明，发生明显的结构变化作为温度的函数。这些变化涉及原子排列的修改，例如促进快速的非晶到晶体的转变，这是光学数据存储介质中使用的相变材料的主要优点。一个特定的结构模型，支持极化分析，提出了兼容的实验数据方面的结构的a-GeTe和结晶转变。因此，晶体和玻璃的拉曼光谱之间的显著差异自然可以解释。
2006-02-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Direct laser planting of hybrid Au-Ag/C nanostructures - nanoparticles, flakes and flowers
我们展示了一种新的方法，用于形成混合金属/碳纳米结构的控制直接激光种植过程。在无定形或结晶碳质基质中的Au-Ag纳米团簇以不同的形态形成：纳米颗粒、纳米片和纳米花。与其他生成技术相比，我们的方法很简单，只涉及一个单一的激光诱导过程，将溶解在溶剂中的超分子复合物（如丙酮，苯乙酮或二氯乙烷）转化为混合纳米结构，在激光影响的基板区域。混合纳米结构的形态可以通过控制沉积参数、液相的组成和基底的类型（非晶或结晶）来操纵。混合纳米结构的碳相由氢化的无定形碳的情况下的纳米颗粒和结晶正交石墨的纳米级厚度的薄片和花的情况下。据我们所知，这是第一次证明正交石墨与金属纳米夹杂物的制造。微米级纳米级厚度单晶薄片的显著质量和规则性允许切割高分辨率纳米级结构，其与金属纳米夹杂物组合为创建用于纳米光子应用的新型器件提供了很大的设计自由度。具有不同组成、尺寸和形状的纳米材料的令人鼓舞的性质刺激了旨在微调功能的有效合成策略的发展。
2015-09-09 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.optics
Deep insights into the local structure of amorphous Ta2O5 thin films by X-ray pair distribution function analysis
氧化钽（Ta 2 O 5）的非晶膜被广泛应用于构建用于干涉引力波探测器（诸如激光干涉仪引力波天文台（LIGO））的高反射镜。尽管有大量的研究，非晶态Ta 2 O 5的结构特性在局部尺度上仍然值得进一步研究。这些信息是必不可少的任何尝试，以了解这种重要的材料的属性，并没有属性建模的努力，可以预期产生可靠的信息，直到在非晶相的局部结构得到更好的理解。本文报道了用离子束溅射法制备的纯Ta_2 O_5和掺Ti非晶Ta_2 O_5薄膜的同步辐射X射线对分布函数的分析结果。结果表明：（1）非晶态Ta_2 O_5中Ta原子的排列与高压Z-Ta_2 O_5多晶型物中Ta原子的排列非常相似，而O原子的拓扑性质与δ-Ta_2 O_5中观察到的相似：（2）非晶态Ta_2 O_5中的结构相关性在~ 5埃以上开始消失，在r > 10埃时由于无序而被完全抑制; 3）Ti取代后的Ta 2 O 5非晶薄膜在热处理后仍保持着短程拓扑有序性，而纯Ta 2 O 5薄膜在热处理后局部结构发生了明显的重排。
2021-11-26 cond-mat.mtrl-sci
Raman Scattering by sp$^2$ Amorphous Carbons
本文提出了一个合作的考虑拉曼光谱的$^2$非晶碳以及其性质和类型的非晶。后者是由于一种新类型的非晶化，称为强制碎裂。这些碎片是稳定的石墨烯分子，它们是固体的基本结构单元（BSU），决定了它们是具有分子结构的无定形物。由于分子间相互作用弱，BSU一旦聚集，就成为固体红外吸收和拉曼散射的主要被告，这正好证明了在分子水平上考虑它们的合理性。多环芳烃、$^2$无定形碳、石墨烯和/或石墨晶体的拉曼光谱的标准G-D-2D图案归因于碳原子的扩展蜂窝组成，并且被认为是石墨烯材料的分子-晶体二元性的表现。应用分子近似法对所研究的$^2$ AC的单声子谱进行分析，可以追踪G-D谱图像及其宽带结构与BSU蜂窝结构中C=C键长的相当大的分散度之间的直接联系，这种分散度是由化学作用、形变等的影响引起的。首次应用于石墨烯分子的双声子谱的解释，揭示了电非谐性在谱形成中的特殊作用，并将这种效应归因于高度的电子密度离域。考虑到拉曼光谱的尺寸刺激的从分子到准粒子声子的转变进行了实验跟踪，这允许在石墨烯晶体中的光学声子的自由程的评估。
2020-02-23 cond-mat.mtrl-sci
Collapse modes in SC and BCC arrangements of elastic beads
采用离散元方法对压缩简立方和体心立方周期排列的弹性无摩擦小球的塌陷模式进行了数值研究。在纯流体静力压缩下，SC排列倾向于转变成有缺陷的六方密堆积或无定形结构。体心立方组装体表现出几种塌陷模式，其中一种被确定为cI16结构，与体心立方金属Li和Na在高压下的行为一致。偏应力的存在导致BCC结构通过Bain路径转变为面心立方（FCC）结构，这为原子系统力学行为的起源提供了重要的见解，而我们工作中使用的弹性球模型可以成为一个有用的范例，扩展广泛应用于许多科学分支的硬球模型的能力。
2020-04-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Structure Determination in a new Type of Amorphous Molecular Solids with Different Nonlinear Optical Properties: A Comparative Structural Analysis
研究了两种具有极端非线性光学性质的非晶材料的微观结构。其中一种材料表现出二次谐波产生，而另一种类似分子结构的材料在用简单的IR激光二极管照射时发出明亮的白光。结构差异进行了研究，使用X射线散射和EXAFS结合分子RMC。透射电子显微镜和扫描旋进电子衍射被用来了解所有长度尺度上的具体结构差异，从介观到相互分子排列。在所有尺度上都发现了特征差异。{SnS}簇之间的紧密的芯-芯间距以及特征簇畸变似乎是白光发射材料的特征。在另一种材料中，核心是不扭曲的，核心距离更大。在那里，在非晶基体中形成纳米晶结构也可以被确定为WLG抑制的原因。
2023-03-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Computer Simulation of Carbonization and Graphitization of Coal
本研究通过计算机模拟，引入STEAM技术，探究煤碳化及石墨化过程，分析杂质元素影响，发现氮取代进入sp$^2$网络影响电子传导。
2023-08-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Structure and mechanical properties of monolayer amorphous carbon and boron nitride
本研究通过机器学习势辅助的动力学蒙特卡洛模拟，提出用微晶面积分数Fx表征单层非晶碳与氮化硼的无序度，发现Fx决定其断裂前力学响应，微晶可通过影响裂纹扩展增韧材料，为二维材料增韧提供新思路。
2023-09-27 cond-mat.mtrl-sci
Atomic topology and radial distribution functions of a-SiNx
我们报告了一种新的方法来模拟共价键合的材料，导致优秀的径向分布函数和现实的原子排列的非晶网络。我们应用它来产生第一个从头算结构的氮掺杂的硅，a-SiNx，从0到近化学计量组成的x=1.29的13个值，使用哈里斯功能和热非晶化，周期性连续的，类金刚石细胞与64个原子。部分径向功能的第一次报告和总的径向分布函数与现有的几个实验非常吻合。我们的研究结果应该刺激进一步的实验和理论研究在非晶共价材料。
2001-10-17 cond-mat.mtrl-sci
Lennard-Jones interatomic potentials for the allotropes of carbon
寻找合适的能准确描述材料晶体结构的原子间相互作用势是材料科学的重要课题之一。本文提出了几种由Lennard-Jones（LJ）势组成的原子间相互作用势来描述碳的同素异形体如金刚石和石墨的晶体结构和微观结构的演化。这些LJ势的有效性可以通过分子动力学（MD）模拟来检验。对于模拟系统的晶格识别，我们计算了原子与其近邻原子间夹角和原子间距离的分布函数，并检查了原子的排列。我们的模拟结果清楚地表明，我们已经成功地产生了金刚石和石墨结构的MD模拟和上述LJ势。
2018-07-01 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
A method for diffraction-based identification of annealing-produced restructuring of amorphous fullerene
提出了一种估算真空退火制备的无定形富勒烯及其衍生物结构性质的方法。该方法是基于中子或X射线粉末衍射图的散射波矢模在几个单位到几十个纳米的范围内的拟合。相应的逆问题假设样品的结构化组分可以用有限数量Nstr的有限数量原子Natom的候选sp2碳结构（富勒烯、具有石墨烯样原子排列的平坦和弯曲薄片）来描述。这些结构被不均匀地堆积在具有不同平均原子密度和不同结构有序度的域中，使用具有相邻刚性体纳米结构中原子对相互作用的可变参数的刚体分子动力学。应用该方法解释了在600、800、850、900和1000 ℃退火的非晶富勒烯的中子衍射数据。Nstr等于36和Naatom在14至285范围内的结果使得我们能够根据sp2碳结构的平均尺寸和曲率来量化样品的结构性质，并分析结果对这些结构在域中的布局的敏感性（每个域中各种结构的混合物与相同结构的域的混合物）。
2014-12-23 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Thermodynamics, formation dynamics and structural correlations in the bulk amorphous phase of the phase-field crystal model
本文利用PFC模型模拟非晶固体，揭示其自由能的历史依赖性、液体—非晶一级转变及噪声诱导的多步成核路径。
2022-09-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Properties of $(TiZrNbCu)_{1-x}$$Ni_{x}$ Metallic Glasses
最近的研究（J. Alloys Compd. 695（2017）2661）的电子结构和$(TiZrNbCu)_{1-x}$ $Ni_{x}$（x $\leq$ 0.25）非晶高熵合金（a-HEA）的性质已经扩展到x=0.5，以比较a-HEA和常规Ni基金属玻璃（MG）的行为。通过热分析和X射线衍射（XRD）证实了所有样品的非晶态。XRD表明局部原子排列可能发生变化，即x $\geq$ 0.35的短程有序（SRO）。同时，热参数，如第一次结晶温度$T_{x}$和液相线温度显示出饱和的倾向x $\geq$ 0.35。磁化率$χ_{exp}$和低温比热γ的线性项也呈现出同样的趋势。德拜温度和杨氏模量也趋于饱和x $\geq$ 0.35。这些不寻常的变化，在SRO和所有的非晶相的性质似乎与价电子数（VEC）的变化增加x。
2018-02-14 cond-mat.mtrl-sci
Automatic determination of quasicrystalline patterns from microscopy images
本研究提出结合图像特征识别与机器学习的方法，自动检测具有8、10、12重旋转对称性的准晶原子排列与镶嵌，并通过支持向量机提升准确率，代码已集成至开源包AiSurf。
2025-03-07 cond-mat.mtrl-sci
Revealing evolving affinity between Coulombic reversibility and hysteretic Li-Si phase transformations
纳米结构硅阳极是锂离子电池中石墨的有吸引力的替代品。尽管近年来在许多Si-C复合材料方面取得了显著进展，但具有重要意义的商业化仍然有限。其中一个最关键的问题仍然需要了解的是基本的锂硅库仑效率，即CE。特别是，它是关键的定量和定性解决CE的变化和演变的各种锂硅结构变化在较长的循环。然而，这种工作令人惊讶地稀缺。在这里，我们提供了新的发现，迭代的滞后非晶-结晶锂-硅相变累积管理CE的演变，其方式是从增量非晶锂-硅体积变化的数字区分。迭代通常以容量退化因子为特征，可以在数百次循环中形成最有效的CE曲线，即在给定的Li-Si反应序列中最小化累积的不可逆Li消耗。结合原子探测方法，我们表明，迭代大大改变了电化学和结构特征，这是同步的CE行为。
2017-06-01 cond-mat.mtrl-sci
Dimension Effect of Nanocarbon Precursors on Diamond Synthesis and Transformation Mechanism under Extreme Conditions
本研究比较高温高压下0D碳纳米笼、1D碳纳米管与石墨向金刚石的转变过程，揭示前驱体维度效应及相变机制。
2025-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Rational Design Principles for Na- and Li-ion Carbon Anodes from Interlayer Spacing Control
Centre of Excellence ENSEMBLE3 Sp. z o. o.（ENSEMBLE3卓越中心有限公司）；Qingyuan Innovation Laboratory（清远创新实验室）
通过密度泛函理论和聚类扩展研究，揭示了层间间距和堆叠结构对钠、锂离子插层性能的影响，明确了设计优化的贸易关系和实用目标。
2025-12-13 cond-mat.mtrl-sci
Optically Induced Ferromagnetic Order in a Ferrimagnet
本研究针对光诱导磁态变化的瞬态特性限制，利用红外超短激光脉冲在平衡态亚铁磁的非晶TbCo合金中诱导出长时持续的铁磁有序，为光控物质性质开辟了新方向。
2023-11-10 cond-mat.mtrl-sci physics.class-ph
Grapheayne: a class of low-energy carbon allotropes with diverse optoelectronic and topological properties
通过系统的第一性原理计算，预测了一系列具有新颖光电性质和丰富拓扑结构的碳同素异形体。这些迷人的碳同素异形体可以通过将炔键（-C $\equiv$ C-）插入石墨中而得到，因此它们被称为石墨烯。Grapheayne具有两个不同的空间群，$P$ 2/ $m$或$C$ 2/ $m$，并且同时含有$sp$、$sp^2$和$sp^3$化学键。它们的形成能低于已经实验合成的石墨二炔和其他理论预测的具有炔键的碳同素异形体。特别地，当石墨- $n$的宽度$n$超过15时，其内聚能低于金刚石的内聚能，并且随着$n$的增加而接近石墨的内聚能。值得注意的是，我们发现，一些grapheaynes表现为半导体与直接窄带隙和所有已知的半导体碳同素异形体中最高的吸收系数，而其他一些拓扑半金属与节线。特别是，一些grapheayne可以被设计成具有在1.07-1.87 eV范围内的可调直接带隙，并且具有用于光伏应用的理想特性。我们的工作不仅揭示了石墨族独特的原子排列和突出的性质，而且为催化剂、储能、分子筛、太阳能电池和电子器件提供了一个有前途的材料宝库。
2019-08-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Experimental Realization of Two-Dimensional Boron Sheets
硼是元素周期表中的第五种元素，具有仅次于碳的丰富化学性质。硼的一个显著特征是B12二十面体笼在本体硼和许多硼化合物中作为构建块出现。这与它的相邻元素碳形成对比，碳更喜欢2D层状结构（石墨）的块状形式。另一方面，中等尺寸的硼团簇被预测为平面或准平面，如B12+，B13+，B19-，B36等，这也与表现出各种笼状结构的碳团簇（富勒烯）形成对比。因此，硼和碳可以被看作是一组互补的化学系统，在它们的块体和团簇结构。现在，随着石墨烯的蓬勃发展，一个有趣的问题是，硼是否也可以形成单原子层2D片状结构？在这里，我们报告的第一个成功的实验实现的二维硼片。我们揭示了两种类型的硼片结构，对应于一个三角形的硼晶格与不同的安排的六边形孔。此外，我们的硼片被发现是相对稳定的抗氧化，并每周与基板相互作用。这种期待已久的2D硼片的实现可以为硼电子打开一扇大门，类似于基于石墨烯的碳电子。
2015-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High Contrast X-ray Speckle from Atomic-Scale Order in Liquids and Glasses
来自直线加速器相干光源的相干硬x射线的超快脉冲的可用性为非晶材料中原子尺度动力学的研究开辟了新的机会。在这里，我们表明，单一的超快相干X射线脉冲可以用来观察散斑衬度的液体Ga和玻璃态Ni 2 Pd 2 P和B 2 O 3的大角度衍射。我们确定阈值以上的X射线脉冲干扰原子的安排。此外，高对比度散斑中观察到的散射图案从玻璃集成在许多脉冲，表明源和光学系统是足够稳定的X射线光子相关光谱学研究的动态在很宽的时间尺度。
2012-07-10 cond-mat.mtrl-sci
Structure and photoinduced effects in elemental chalcogens: A review on Raman scattering
一个多世纪以来，人们对非晶态硫族元素在不同长度尺度上的原子排列以及它们在某些外部刺激下的跃迁的理解取得了很大进展。然而，人们普遍承认，仍有若干尚未解决的问题需要适当合理化。目前的审查提出了一个评估的拉曼散射研究的非晶相元素硫族元素及其混合物。首先，对拉曼数据的分析，有关偏振细节和光谱减少的几点意见。详细评述了温度、压力和辐照对硫属元素结构的影响。由于只有硒可以形成一个稳定的玻璃在环境条件下，硫和碲的兴趣已被放置在熔体和非晶相，分别，而参考也作出零星的结构研究玻璃态硫在低温下。它示出了如何拉曼散射可以被利用来探索独特的现象出现在液态的硫，提供有价值的信息的细节，包括各种热力学相关的性能的λ过渡。硒的这种过渡的微妙性质也进行了讨论。碲不仅不可能在块体玻璃态下制备，而且形成非常容易晶化的非晶薄膜。因此，重点放在光诱导纳米结构和光非晶化和光氧化相关的影响。
2020-06-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
