互穿石墨烯网络：具有巨大负线性压缩率的三维节点线半金属
材料科学
2017-05-01 v1
摘要
我们利用广义梯度近似（GGA）下的密度泛函理论（DFT）研究了互穿石墨烯网络（IGNs）家族中十五种亚稳态混合 - 碳同素异形体的稳定性和力学及电子性质。IGN 同素异形体在结构于大静水压下不可逆地转变为新构型之前，表现出非单调的体积和线性压缩率。最大体积压缩率在不同结构间差异很大，范围从 3.6 到 306 TPa。我们发现所有 IGN 同素异形体都具有负线性压缩率，其最大值从 -0.74 到 -133 TPa 不等。Z33 的最大负线性压缩率（-133 TPa，在 3.4 GPa 下）超过了先前在高于 1.0 GPa 压力下报道的值。IGN 同素异形体可分为扶手椅型或锯齿型，这两类 IGN 表现出不同的电子性质。锯齿型 IGN 是节点线半金属，而扶手椅型 IGN 则是半导体或节点环或节点线半金属。这些 IGN 同素异形体的实验合成可能实现，因为它们相对于石墨的形成焓仅为 0.1 - 0.5 eV/原子（C 富勒烯约为 0.4 eV/原子），并且存在能量上可行的二元化合物路径。
引用
@article{arxiv.1704.08753,
title = {Interpenetrating Graphene Networks: Three-dimensional Node-line Semimetals with Massive Negative Linear Compressibilities},
author = {Yangzheng Lin and Zhisheng Zhao and Timothy A. Strobel and R. E. Cohen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1704.08753},
year = {2017}
}