环状-大图因子：一种具有 Dirac 锥的高孔隙率半金属 2D 碳全构
材料科学
2026-01-26 v1
摘要
我们对环状-大图因子 (CGY) 进行了全面表征，这是一种具有孔隙结构的 2D 碳全构，包含 sp/sp 混合碳原子。利用密度泛函理论，我们系统地考察了其结构、能量、动力学、热力学、电子、机械、光学和振动性质。计算得到的内离加合能与其他已合成的图因子相当，确认了其能量可行性。声子色散计算确认其动力学稳定性，而初步分子动力学模拟表明其在 1000 K 以上仍具热力学稳定性。电子结果显示，CGY 是一种半金属物质，具有超窄带隙，并在其电子结构中特征有两个 Dirac 锥。机械方面，CGY 高度顺应且各向同性，其施加模量比石墨低一个数量级。光谱显示其在紫外区域有强吸收，在红外区域有反射性，呈现各向同性响应，振动谱显示其具有独特的拉曼峰和丰富的红外活性。这些性质将 CGY 定位为未来在气体捕集与分离、柔性纳米电子器件和光电子器件等领域的有前景的候选材料。
引用
@article{arxiv.2509.18299,
title = {Cyclo-Graphyne: A Highly Porous and Semimetallic 2D Carbon Allotrope with Dirac Cones},
author = {Jhionathan de Lima and Cristiano Francisco Woellner},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.18299},
year = {2026}
}