富勒烯：一种由双共价键连接而成的二维富勒烯半导体晶体，其狄拉克态得以保留，并形成了平坦的能带结构

《Science China-Physics Mechanics & Astronomy》：Fullerphene: A double covalently bonded two-dimensional fullerene semiconducting crystal with preserved Dirac states and emergent flat bands

碳同素异形体新形态研究：通过第一性原理计算预测将C60超原子周期性替代石墨烯碳原子形成新型二维网络fullerphene，其高热力学稳定性源于对称双键环加成作用，在Cu(111)/Rh(111)基底上可通过种子生长法实现可控合成，并展现出2 eV带隙和狄拉克电子态特性。

　　

摘要

碳的每种新同素异形体的发现都极大地推动了当代科学研究和应用的发展，这一点在近年来富勒烯、碳纳米管、石墨烯和金刚石科学领域的飞速进展中得到了充分体现。本文利用最先进的第一性原理计算方法，预测了一种新型的二维碳网络——我们将其命名为“fullerphene”，其特点是石墨烯中的每个碳原子都被替换为富勒烯（C??）。这种材料的高能量稳定性源于每个C??超原子与其三个相邻原子之间的双键发生对称环加成反应。我们还提出了一种在Cu(111)或Rh(111)表面上选择性制备fullerphene的途径，这一方法利用了fullerphene相较于其他竞争性碳结构更高的稳定性以及较低的种子生长动力学障碍，这一策略得到了最新实验成果的支持。进一步的研究表明，fullerphene具备许多理想的特性，包括约2电子伏特的较大带隙、用于传导电子的狄拉克态以及用于价电子的平带结构。这些发现代表了富勒烯和石墨烯科学领域的一项显著且全新的进展。