基于十二苯炔的三维碳同素异形体及其各向异性和类auxetic力学行为

我们提出了3D-DPhyne，一种基于十二苯炔框架衍生的新型三维碳同素异形体，并使用第一性原理计算研究了其结构、电子、光学和力学性质。所提出的结构形成了一个四方、拓扑复杂的四元、六元和十二元碳环网络，具有混合sp/sp²杂化，形成能为-7.87 eV/atom，与其他稳定碳同素异形体相当。声子色散计算未显示虚模，1000 K下的从头算分子动力学模拟证实了稳健的热稳定性且无键断裂。电子结构分析揭示了金属性，多个能带穿过费米能级，碳p轨道贡献占主导，与完全离域的3D π共轭网络一致。光学响应是各向异性的，在可见光和紫外区域表现出强吸收，在宽光子能量范围内具有低反射率。力学分析揭示了显著的弹性各向异性，杨氏模量随方向从约40到490 GPa变化。泊松比表现出非传统的方向性行为，包括类auxetic响应。