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A correlação de configurações atômicas, especialmente o grau de desordem (DOD) de sólidos amorfos com propriedades, é uma importante área de interesse na ciência dos materiais e na física da matéria condensada devido à dificuldade de determinar as posições exatas dos átomos em imagens tridimensionais. estruturas1,2,3,4., Um antigo mistério, 5. Para este fim, os sistemas 2D fornecem informações sobre o mistério, permitindo que todos os átomos sejam exibidos diretamente 6,7.A imagem direta de uma monocamada amorfa de carbono (AMC) cultivada por deposição a laser resolve o problema da configuração atômica, apoiando a visão moderna de cristalitos em sólidos vítreos baseada na teoria de redes aleatórias .No entanto, a relação causal entre a estrutura da escala atômica e as propriedades macroscópicas permanece obscura.Aqui relatamos o ajuste fácil do DOD e da condutividade em filmes finos AMC, alterando a temperatura de crescimento.Em particular, a temperatura limite de pirólise é fundamental para o crescimento de AMCs condutores com uma faixa variável de saltos de ordem média (MRO), enquanto o aumento da temperatura em 25°C faz com que os AMCs percam MRO e se tornem eletricamente isolantes, aumentando a resistência da folha. material em 109 vezes.Além de visualizar nanocristalitos altamente distorcidos embutidos em redes aleatórias contínuas, a microscopia eletrônica de resolução atômica revelou a presença/ausência de MRO e densidade de nanocristalitos dependente da temperatura, dois parâmetros de ordem propostos para uma descrição abrangente do DOD.Cálculos numéricos estabeleceram o mapa de condutividade em função desses dois parâmetros, relacionando diretamente a microestrutura com as propriedades elétricas.Nosso trabalho representa um passo importante para a compreensão da relação entre a estrutura e as propriedades dos materiais amorfos em um nível fundamental e abre caminho para dispositivos eletrônicos que utilizam materiais amorfos bidimensionais.
Todos os dados relevantes gerados e/ou analisados ​​neste estudo estão disponíveis aos respectivos autores mediante solicitação razoável.
O código está disponível no GitHub (https://github.com/vipandyc/AMC_Monte_Carlo; https://github.com/ningustc/AMCProcessing).
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Este trabalho foi apoiado pelo Programa Nacional de P&D da China (2021YFA1400500, 2018YFA0305800, 2019YFA0307800, 2020YFF01014700, 2017YFA0206300), pela Fundação Nacional de Ciências Naturais da China (U1932153, 51872285, 001, 22075001, 11974024, 11874359, 92165101, 11974388, 51991344) , Fundação de Ciências Naturais de Pequim (2192022, Z190011), Programa de Jovens Cientistas Distintos de Pequim (BJJWZYJH01201914430039), Programa de Pesquisa e Desenvolvimento de Áreas Chave da Província de Guangdong (2019B010934001), Programa Piloto Estratégico da Academia Chinesa de Ciências, Grant No. Plano de Fronteira de Pesquisa Científica Chave (QYZDB-SSW-JSC019).JC agradece à Fundação de Ciências Naturais de Pequim da China (JQ22001) pelo seu apoio.LW agradece à Associação para a Promoção da Inovação Juvenil da Academia Chinesa de Ciências (2020009) pelo seu apoio.Parte do trabalho foi realizada no dispositivo de campo magnético forte e estável do Laboratório de Alto Campo Magnético da Academia Chinesa de Ciências, com o apoio do Laboratório de Alto Campo Magnético da Província de Anhui.Os recursos computacionais são fornecidos pela plataforma de supercomputação da Universidade de Pequim, pelo centro de supercomputação de Xangai e pelo supercomputador Tianhe-1A.
Os autores foram escolhidos por: Huifeng Tian, ​​​​Yinhang Ma, Zhenjiang Li, Mouyang Cheng, Shoucong Ning.
Huifeng Tian, ​​​​Zhenjian Li, Juijie Li, PeiChi Liao, Shulei Yu, Shizhuo Liu, Yifei Li, Xinyu Huang, Zhixin Yao, Li Lin, Xiaoxui Zhao, Ting Lei, Yanfeng Zhang, Yanlong Hou e Lei Liu
Escola de Física, Laboratório Chave de Física do Vácuo, Universidade da Academia Chinesa de Ciências, Pequim, China
Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais, Universidade Nacional de Cingapura, Cingapura, Cingapura
Laboratório Nacional de Ciências Moleculares de Pequim, Escola de Química e Engenharia Molecular, Universidade de Pequim, Pequim, China
Laboratório Nacional de Física da Matéria Condensada de Pequim, Instituto de Física, Academia Chinesa de Ciências, Pequim, China