周期性穹顶石墨烯的拓扑设计：可调泊松比、超高载流子迁移率、超低热导率与超导电性

《Physical Review B》：Topological design of periodically domed graphene with tunable Poisson's ratio, superhigh carrier mobility, ultralow thermal conductivity, and superconductivity

　　依据接触多边形法，我们建立了一种拓扑设计原理，用于构建周期性圆顶状石墨烯（PDG）。将不同的多元非六边形碳环引入PDG的蜂窝状骨架中，会诱导出自发表面正高斯曲率或负高斯曲率，其中前者使小元环呈现出可调的泊松比，后者则使大元环展现出强完全负泊松比行为。此外，含五元环的PDG同时表现出近乎完全的零泊松比和高达91×10? cm2V?1s?1的超高电子迁移率，是石墨烯的三倍。基于这些PDG，我们引入结构修饰以拓展其功能。研究发现，具有镜面对称面和sp2-sp3碳键合的修饰PDG，通过低位光学-声学声子交叉和显著的声学声子软化，将二维（2D）碳网络的晶格热导率抑制至新低水平（40 Wm?1K?1）；而组成为C?BN的BN共掺杂PDG则表现出22 K的超导转变温度，该超导性由费米能级处的范霍夫奇点驱动。本研究在结构拓扑与多功能二维碳网络的先进功能之间建立了一座新的桥梁。