来自外延双层石墨烯的超硬碳膜
材料科学
2018-01-03 v1 计算物理
摘要
原子级薄的石墨烯展现出迷人的力学性质,尽管其硬度和横向刚度不及金刚石。迄今为止,尚未有任何将多层石墨烯转变为类金刚石超硬结构的实际演示。在此我们展示,在室温下并经纳米压痕后,SiC(0001)上的双层石墨烯表现出与金刚石相当的横向刚度和硬度,能抵抗金刚石压头的穿孔,并在压痕时显示出电导率的可逆下降。密度泛函理论计算表明,在压缩下,双层石墨烯膜转变为类金刚石膜,产生弹性变形和 sp2 到 sp3 的化学变化。实验与计算表明,对于 SiC 上的单个缓冲层或厚于 3 至 5 层的石墨烯膜,未观察到这种可逆相变。事实上,计算表明,虽然在双层石墨烯中层堆叠构型控制类金刚石膜的构象,但在多层膜中它阻碍相变。
引用
@article{arxiv.1801.00520,
title = {Ultrahard carbon film from epitaxial two-layer graphene},
author = {Yang Gao and Tengfei Cao and Filippo Cellini and Claire Berger and Walt de Heer and Erio Tosatti and Elisa Riedo and Angelo Bongiorno},
journal= {arXiv preprint arXiv:1801.00520},
year = {2018}
}
备注
Published online on Nature Nanotechnology on December 18, 2017