نانوروبان پنتاهپتیت کربن باریک به عنوان یک فلز کووالانسی

نانوروبان‌های مبتنی بر کربن فلزی به‌عنوان رساناهای یک‌بعدی تعریف‌شده اتمی با ارتباط بالقوه با الکترودها و اتصالات متقابل مبتنی بر کربن آینده، به‌طور ایده‌آل با رسانایی محدود کوانتومی قابل مقایسه با نانولوله‌های کربنی فلزی مورد جستجو قرار می‌گیرند. نانوروبان‌های گرافن فلزی با مهندسی نوار، به‌ویژه از طریق ابرشبکه‌های حالت صفر 1 به دست آمده‌اند. با این حال، نانوروبان‌های فلزی دقیق اتمی آلوتروپ‌های کربنی کاملا غیر بنزنوئیدی، مانند پنتاهپتیت‌های کربن فلزی تئوری‌شده 5، 6، ناشناخته باقی می‌مانند.

تحقق این نانوروبان‌ها می‌تواند ساخت قطعات الکترونیکی تمام کربنی ۷، ۸ سازگار با نانوروبان‌های گرافن نیمه‌رسانا ۹، ۱۰، ۱۱، ۱۲، ۱۳ و نانوگرافن‌های ۱۴، ۱۵، همراه با ویژگی‌های شگفت‌انگیزشان را امکان‌پذیر کند. . در اینجا ما یک رویکرد سلسله مراتبی را برای سنتز روی سطح نانوروبان‌های پنتاهپتیت کربنی (CPHNs) با همجوشی جانبی زنجیره‌های پلی‌پنتالن به خوبی تراز شده از زنجیره‌های پلی سیکلواکتادین از پیش سنتز شده گزارش می‌کنیم.

دو نوع مجزا از نانوروبان پنتاهپتیت باریک ساختار پایه مشابهی دارند که شامل یک زنجیره هفت ضلعی مرکزی است که توسط زنجیره‌های پلی پنتالین با جهت یکسان (CPHN 1) یا متفاوت (CPHN 2) در لبه‌های جانبی مخالف قرار گرفته است. CPHN 1 یک فلز ذاتی است، در حالی که CPHN 2 یک نیمه هادی با شکاف باریک است. نوار CPHN 1 رسانایی نزدیک به بالستیک را نشان می دهد که به یک کوانتوم رسانایی نزدیک می شود، که با نانولوله های کربنی فلزی قابل مقایسه است.

این امر CPHN 1 را به عنوان یک فلز کربن مسطح امیدوارکننده برجسته می‌کند و مسیری ممکن به سمت سیم‌های کوانتومی کربنی را پیشنهاد می‌کند، اگرچه بهینه‌سازی مصنوعی بیشتری برای ادغام دستگاه مورد نیاز است.

این یک پیش نمایش از محتوای اشتراک است که از طریق موسسه شما دسترسی دارد

به Nature و 54 مجله Nature Portfolio دیگر دسترسی داشته باشید

Nature+ را دریافت کنید، بهترین اشتراک دسترسی آنلاین ما

قیمت‌ها ممکن است مشمول مالیات‌های محلی باشد که در هنگام تسویه حساب محاسبه می‌شود

کد مورد استفاده برای محاسبات محکم و تحلیل LDOS در صورت درخواست از نویسندگان مربوطه در دسترس است.

داده‌های آزمایشی خام، از جمله تصاویر و طیف‌های STM و AFM، و داده‌های عددی از محاسبات نظری زیربنای تمام ارقام در متن اصلی، داده‌های توسعه‌یافته و اطلاعات تکمیلی از طریق Zenodo در https://doi.org/10.5281/zenodo.22228124 به صورت عمومی در دسترس هستند. فایل های ورودی و خروجی محاسباتی در صورت درخواست از نویسندگان مربوطه در دسترس هستند.

Rizzo، D. J. و همکاران. القای فلزی بودن در نانوروبان های گرافن از طریق ابرشبکه های حالت صفر Science 369، 1597-1603 (2020).

فن، کیو و همکاران. شبکه بی فنیلن: یک آلوتروپ کربن غیر بنزنوئیدی. Science 372، 852-856 (2021).

ژانگ، جی و همکاران. تماس با نانوروبان‌های گرافن با استفاده از الکترودهای نانولوله کربنی نات. الکترون. 6، 572-581 (2023).

مقاله ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

مقاومت های کوانتومی نانولوله کربنی فرانک، اس.، پونچارال، پی، وانگ، زی ال و د هیر، د هیر، د. Science 280, 1744-1746 (1998).

Crespi, V. H., Benedict, L. X., Cohen, M. L. & Louie, S. G. پیش بینی یک فلز کووالانسی مسطح کربن خالص. فیزیک Rev. B 53, R13303–R13305 (1996).

Deza, M., Fowler, P. W., Shtogrin, M. & Vietze, K. اصلاحات پنتاهپتیتی ورق گرافیت. جی. شیمی. Inf. محاسبه کنید. علمی 40، 1325-1332 (2000).

Qin, S. et al. هیبریدهای تمام کربن برای الکترونیک با کارایی بالا، اپتوالکترونیک و ذخیره انرژی. علمی چین Inf. Sci 62, 220403 (2019).

Cesano, F., Uddin, M. J., Lozano, K., Zanetti, M. & Scarano, D. هادی های تمام کربنی برای کاربردهای سیم کشی الکترونیکی و الکتریکی. جلو. ماتر 7, 219 (2020).

کای، جی و همکاران. ساخت دقیق اتمی از پایین به بالا نانوروبان های گرافن. Nature 466، 470-473 (2010).

روفیوکس، پی و همکاران. سنتز روی سطح نانوروبان های گرافن با توپولوژی لبه زیگزاگ Nature 531، 489-492 (2016).

گرونینگ، او و همکاران. مهندسی فازهای کوانتومی توپولوژیکی قوی در نانو نوارهای گرافن Nature 560، 209–213 (2018).

Rizzo، D. J. و همکاران. مهندسی باند توپولوژیکی نانوروبان های گرافن. Nature 560، 204–208 (2018).

کلمر، ام. و همکاران. سنتز منطقی نانو نوارهای گرافن دقیق اتمی به طور مستقیم بر روی سطوح اکسید فلزی Science 369، 571-575 (2020).

میشا، اس و همکاران. مشاهده تحریکات لبه کسری در زنجیره های اسپین نانوگرافن. Nature 598، 287-292 (2021).

Gu, Y., Qiu, Z. & Müllen, K. نانوگرافن ها و نانوروبان های گرافن به عنوان چند استعداد علم مواد حال و آینده. J. Am. شیمی. Soc. 144، 11499–11524 (2022).

Son, Y.-W., Cohen, M. L. & Louie, S. G. نانو نوارهای گرافن نیمه فلزی. Nature 444، 347-349 (2006).

بلک ول، R. E. و همکاران. تقسیم چرخشی حالت لبه ناخالص در نانو نوارهای گرافن زیگزاگ مغناطیسی. Nature 600, 647-652 (2021).

Jiang, S., Neuman, T., Boeglin, A., Scheurer, F. & Schull, G. اکسایتون های موضعی توپولوژیکی در نانوروبان های تک گرافن. Science 379، 1049-1054 (2023).

Han، W.، Kawakami، R. K.، Gmitra، M. & Fabian، J. Graphene spintronics. نات. فناوری نانو 9، 794-807 (2014).

وانگ، اچ و همکاران. نانو نوارهای گرافن برای الکترونیک کوانتومی. نات. کشیش فیزیک. 3، 791-802 (2021).

نووسلوف، K.S. و همکاران. اثر میدان الکتریکی در لایه‌های کربنی نازک اتمی Science 306, 666 (2004).

هو، آی سی.-ای. و همکاران سنتز روی سطح نانوساختارهای کربن غیر اشباع با جفت پنج ضلعی-هپتاگونی ذوب شده منظم. J. Am. شیمی. Soc. 142، 10291-10296 (2020).

فن، کیو و همکاران. نانوروبان ها با توپولوژی غیر جایگزین از همجوشی پلی آزولن: آلوتروپ های کربن فراتر از گرافن. J. Am. شیمی. Soc. 141، 17713–17720 (2019).

Bally، T.، Chai، S.، Neuenschwander، M. & Zhu، Z. Pentalene: تشکیل، ساختار الکترونیکی و ارتعاشی. J. Am. شیمی. Soc. 119، 1869-1875 (1997).

لارنس، جی و همکاران بررسی مغناطیس حالت‌های انتهایی توپولوژیکی در نانوروبان‌های گرافن ۵ صندلی. ACS Nano 14, 4499–4508 (2020).

Koch, M., Ample, F., Joachim, C. & Grill, L. رسانایی وابسته به ولتاژ یک نانوروبان گرافن منفرد. نات. فناوری نانو 7، 713-717 (2012).

نیمه فلزات یانگ، اس ام و کین، سی ال دیراک در دو بعد. فیزیک کشیش لت 115 , 126803 (2015).

برادلی، سی جی و کرکنل، A. P. نظریه ریاضی تقارن در جامدات (Clarendon Press، 1972).

تیان، ام. و همکاران. ایجاد خط گره دیراک توسط مهندسی تقارن بیرونی. نانو لت. 20، 2157–2162 (2020).

شما، اس. و همکاران تعیین کمیت رسانایی یک زنجیره پلی لن با بلند کردن با نوک STM. نات. اشتراک. 15, 6475 (2024).

Seliverstov، A.، Muzychenko، D.، Volodin، A.، Janssens، E. & Haesendonck، C. V. ساختار اتمی و ویژگی های خواص الکترونیکی لایه های Br روی Ag(111) در پوشش های مختلف. گشت و گذار. علمی 734 , 122304 (2023).

Ong، A. و همکاران. آسن های ذوب شده با آزولن آنژو. شیمی. بین المللی اد. 61, e202209286 (2022).

Yang, Y., Davidson, E. R. & Yang, W. ماهیت حالتهای زمینی و الکترونیکی برانگیخته آسنهای بالاتر. Proc. Natl Acad. علمی USA 113, E5098–E5107 (2016).

Zeng, W. & Wu, J. قطعات گرافن پوسته باز. شیمی. 7، 358-386 (2021).

Van Hove, L. وقوع تکینگی ها در توزیع فرکانس الاستیک یک کریستال. فیزیک Rev. 89, 1189-1193 (1953).

ما، سی و همکاران شواهدی از تکینگی های ون هوو در مرزهای مرتب دانه گرافن. فیزیک کشیش لت 112 , 226802 (2014).

ماهان، جی. دی. فیزیک چند ذره: فیزیک جامدات و مایعات (اسپرینگر، 2013).

Tang، Z. K. و همکاران. ابررسانایی در نانولوله های کربنی تک جداره 4 آنگستروم. Science 292, 2462-2465 (2001).

بارجا، اس و همکاران. ترتیب موج چگالی بار در مرزهای دوگانه آینه 1 بعدی MoSe 2 تک لایه. نات. فیزیک 12، 751-756 (2016).

باکرات، ام. و همکاران. رفتار مایع لوتینگر در نانولوله های کربنی Nature 397، 598-601 (1999).

Gross, L., Mohn, F., Moll, N., Liljeroth, P. & Meyer, G. ساختار شیمیایی یک مولکول که توسط میکروسکوپ نیروی اتمی حل می شود. Science 325، 1110-1114 (2009).

فن، Q. نانوروبان پنتاهپتیت کربنی باریک به عنوان یک فلز کووالانسی. [مجموعه داده]. Zenodo https://doi.org/10.5281/zenodo.22228127 (2026).

جو، اچ و همکاران تعامل بین ساختارهای سطحی و عملکرد دستگاه در سلول های خورشیدی آلی: مطالعه موردی با فلز کارکرد کم، کلسیم ACS Appl. ماتر رابط‌های 8، 2125–2131 (2016).

Kresse, G. & Furthmüller, J. طرح‌های تکراری کارآمد برای محاسبات انرژی کل از ابتدا با استفاده از مجموعه پایه موج صفحه. فیزیک Rev. B 54, 11169–11186 (1996).

Kresse, G. & Furthmüller, J. راندمان محاسبات انرژی کل از ابتدا برای فلزات و نیمه هادی ها با استفاده از یک مجموعه پایه موج صفحه. محاسبه کنید. ماتر علمی 6، 15-50 (1996).

Kresse, G. & Joubert, D. از شبه پتانسیل‌های اولتراسفت تا روش موج افزوده پروژکتور. فیزیک Rev. B 59, 1758-1775 (1999).

Perdew, J. P., Burke, K. & Ernzerhof, M. تقریب گرادیان تعمیم یافته ساده شد. فیزیک کشیش لت 77، 3865-3868 (1996).

Grimme, S., Ehrlich, S. & Goerigk, L. اثر تابع میرایی در تئوری تابعی چگالی اصلاح شده پراکندگی. جی. کامپیوتر. شیمی. 32، 1456-1465 (2011).

Monkhorst, H. J. & Pack, J. D. نکات ویژه برای ادغام منطقه Brillouin. فیزیک Rev. B 13, 5188–5192 (1976).

اسمیدستراپ، اس. و همکاران. QuantumATK: یک پلت فرم یکپارچه از ابزارهای مدل سازی الکترونیکی و اتمی. J. Phys. متراکم می شود. موضوع 32 , 015901 (2020).

Troullier, N. & Martins, J. L. شبه پتانسیل های کارآمد برای محاسبات موج صفحه. فیزیک Rev. B 43, 1993-2006 (1991).

هاپالا، پی و همکاران. مکانیسم تصویربرداری STM/AFM با وضوح بالا با نکات کاربردی. فیزیک Rev. B 90, 085421 (2014).

Krejčí, O., Hapala, P., Ondráček, M. & Jelínek, P. اصول و شبیه سازی تصویربرداری STM با وضوح بالا با راس نوک انعطاف پذیر. فیزیک Rev. B 95 , 045407 (2017).

Enkovaara, J. et al. محاسبات ساختار الکترونیکی با GPAW: اجرای فضای واقعی روش موج تقویت شده پروژکتور. J. Phys. متراکم می شود. موضوع 22 , 253202 (2010).

منابع محاسباتی توسط مرکز ابر محاسبات دانشگاه علم و صنعت چین ارائه شده است. ما از کارکنان ایستگاه پایانی کاتالیزور و علوم سطحی در خط پرتو BL11U (https://cstr.cn/31131.02.HLS.CSS) در آزمایشگاه ملی تشعشع سنکروترون در Hefei (https://cstr.cn/31131.02.HLS) برای ارائه پشتیبانی فنی و کمک به تجزیه و تحلیل داده‌ها تشکر می‌کنیم.

این کار با حمایت مالی از علوم و فناوری کوانتومی-پروژه بزرگ علم و فناوری ملی (2021ZD0303302)، بنیاد ملی علوم طبیعی چین (NSFC) تحت برنامه تحقیقاتی بزرگ (شماره 92577202)، برنامه کلیدی ملی تحقیق و توسعه چین (2024YFA1208102) XDB0450201 و XDB36020200)، پروژه CAS برای دانشمندان جوان در تحقیقات پایه (YSBR-054)، آکادمی علوم چین (PTYQ2024TD0011)، NSFC (شماره های 22272156، 223723020، 223723020)، Anhu.

در فناوری اطلاعات کوانتومی (AHY090300) و بنیاد علوم پایه جدید.

این نویسندگان به طور مساوی کمک کردند: جیانمین هوانگ، کیتانگ فن، جی منگ

مرکز تحقیقات ملی علوم فیزیکی هیفی در مقیاس میکرو، مرکز CAS برای تعالی اطلاعات کوانتومی و فیزیک کوانتومی، و آزمایشگاه علوم پایه جدید، دانشگاه علم و فناوری چین، هیفی، چین

جیانمین هوانگ، کیتانگ فن، جی منگ، جیا لیو، جی کوی، جیانینگ وانگ، روتینگ یین، شیجینگ تان، چوانسو ما، یائو ژانگ، کونشیانگ لی، جین لونگ یانگ، جی.جی. هو و بینگ وانگ

آزمایشگاه ملی هفی، دانشگاه علم و صنعت چین، هفی، چین

جیانمین هوانگ، کیتانگ فن، جیا لیو، جی کوی، روتینگ یین، شیجینگ تان، چوانسو ما، یائو ژانگ، جین لونگ یانگ، جی.جی. هو و بینگ وانگ

آزمایشگاه کلید دولتی و مؤسسه شیمی عنصری-آلی، دانشگاه نانکای، تیانجین، چین

آزمایشگاه ملی تشعشعات سنکروترون، گروه فیزیک شیمی و آزمایشگاه کلیدی شیمی سطح و رابط و کاتالیز انرژی موسسات آموزش عالی آنهویی، دانشگاه علم و فناوری چین، هفی، چین

آزمایشگاه کلید دولتی شیمی دقیق و هوشمند، دانشگاه علم و صنعت چین، هفی، چین

B.W. و Q.F. آزمایش ها را طراحی کرد. J.H.، Q.F.، R.Y.، J.L.، S.T.، C.M. و B.W. آزمایش های STM و AFM و تجزیه و تحلیل داده ها را انجام دادند. H.D. و J.Z. آزمایشات SRPES را انجام داد. Y.L. و م.ی. مونومرهای پیش ساز را سنتز کرد. J.H.، Q.F. و B.W. تمام داده ها را تجزیه و تحلیل کرد. J.M.، J.C.، J.W.، Y.Z. و Q.L. محاسبات و شبیه سازی های نظری را انجام داد. J.Y. و J.G.H. به تجزیه و تحلیل داده ها کمک کرد. همه نویسندگان در مورد نتایج بحث کردند. Q.F. و B.W. مقاله را با هم نوشت

Nature از داوران ناشناس برای کمک آنها در بررسی همتایان این اثر تشکر می کند. گزارش های بازبین همتا در دسترس است.

یادداشت ناشر Springer Nature با توجه به ادعاهای قضایی در نقشه های منتشر شده و وابستگی های سازمانی بی طرف باقی می ماند.

a، b، مدل‌های ساختاری دو نوع ورقه پنتاهپتیت کربن دو بعدی، 1 و 2، که با چرخش 90 درجه درون صفحه پیوند مرکزی در هر پیرن چهار ضلعی، از گرافن تبدیل شده‌اند، همانطور که توسط چهار واحد پیرن (مشکی پررنگ) در قسمت بالا نشان داده شده است. نوارهای رنگی نشان دهنده برش های 1 بعدی از صفحات پنتاهپتیت 1 و 2 به ترتیب، با زنجیره های پنتالن در یک جهت برای CPHN 1 در a یا در جهات مختلف برای CPHN 2 در b هستند. هر دو توسط یک زنجیره هفت ضلعی زیگزاگی از هم جدا شده اند.

یک تصویر STM در مقیاس بزرگ (0.1 ولت و 10 pA) از نمونه مشابه با تصویر 2a. b - d، تصویر STM (-0.1 V و 50 pA)، تصویر nc-AFM و ساختار شیمیایی یک نانوروبان با عرض PPTL سه گانه. e - k، تصاویر Nc-AFM ضبط شده از ناحیه قاب سفید در پانل a همانطور که با حروف مربوطه مشخص شده است. با توجه به تصاویر nc-AFM، چهار CPHN 1 و سه CPHN 2 مشتق شده‌اند که هیچ انتخاب آشکاری بین این دو نوع نانوروبان نشان نمی‌دهند. پارامترهای همه تصاویر AFM: دامنه نوسان A osc = 50 pm، V = 5 mV.

z-offset های ارتفاع نوک در محدوده 250- بعد از ظهر تا 270- بعد از ظهر با توجه به شرایط تعیین شده STM از -1.0 V و 10 pA بود.

شبیه سازی های a، b، CI-NEB برای مسیر واکنش همجوشی جانبی زنجیره های PPTL هم تراز به CPHN 1 (a) و CPHN 2 (b). اعداد 1، 2، 3، 4 در قسمت های سمت چپ بالای a و b اتم های هیدروژن حذف شده در واکنش های همجوشی جانبی را مشخص می کنند. مرحله واکنش با بالاترین مانع فعال سازی برای CPHN 1 و 2 به ترتیب 1.25 و 1.23 eV است.

یک سناریوی شماتیک برای ساخت یک دستگاه دو الکترودی از طریق بلند کردن یک نانوروبان در یک انتها با استفاده از نوک در امتداد خط نقطه فلشدار. b، c، تصاویر STM از CPHN 1 و CPHN 2 با انتهای متقاطع که قبل و بعد از آزمایش‌های بلند کردن گرفته شده‌اند. شرایط نقطه تنظیم: -0.1 V و 10 nA. صلیب های سیاه در طول فرآیند بلند کردن، موقعیت نوک اولیه را در صفحه xy مشخص کردند.

d , e , نمودار جریان (لگاریتمی) در مقابل ارتفاع نسبی نوک برای CPHN 1 و CPHN 2 بلند شده روی Ag(111) که تغییر ناگهانی رسانایی را پس از تماس نوار با نوک STM نشان می دهد. ارتفاع نوک نسبت به ارتفاع در نقطه تنظیم STM -0.1 V و 10 nA تنظیم می شود. بایاس در طول آزمایش های بلند کردن 10 میلی ولت است. دو آزمایش بلند کردن مستقل در همان CPHN 2 (دوران 1 و اجرا 2) نشان داده شده است، که هر کدام یک تماس نوک-روبان مجزا را نشان می دهند.

a , b , ساختارهای باند محاسبه شده CPHN 1 مستقل با استفاده از عملکردهای PBE و HSE06 به ترتیب. c، d، ساختارهای نواری محاسبه شده CPHN 1 بر روی Ag (111) و CPHN 1 جدا شده از Br روی Ag (111) به ترتیب. e، ساختار نواری محاسبه شده CPHN 1 مستقل با 0.1 الکترون دوپ شده در هر واحد تکرار شونده. در c-e، محاسبات با استفاده از توابع PBE انجام شد. f - j، ساختارهای شیمیایی بهینه شده با توزیع چگالی اسپین محاسبه شده روی هم قرار گرفته اند. گشتاور مغناطیسی محاسبه شده در هر واحد تکراری به ترتیب در هر پانل نشان داده شده است.

a-c، ساختارهای DFT بهینه شده (پانل بالایی) و ساختارهای نواری محاسبه شده (پانل پایینی) به ترتیب CPHN 1 ایستاده، CPHN 1 در Ag (111) و CPHN 1 در Br/Ag (111). d - f، ساختارهای بهینه‌سازی شده DFT (پانل بالایی) و ساختارهای نواری محاسبه‌شده (پانل پایینی) به ترتیب CPHN 2 ایستاده، CPHN 2 روی Ag (111) و CPHN 2 روی Br/Ag (111). برای adlayer Br، پوششی از 1/3 تک لایه اتم‌های Br جذب شده در محل‌های توخالی Ag(111) با در نظر گرفتن ساختار آداتوم Br مشاهده‌شده روی Ag (111) اتخاذ شد (شکل تکمیلی 21f).

در ساختارهای نواری، نقاط قرمز با وزن دهی به اندازه نقطه، سهم CPHN ها را نشان می دهد. تحلیل بار Bader انتقال بار ناچیز از بستر Br/Ag(111) به CPHN 1 و CPHN 2 را در مقایسه با انتقال بار تقریبا یکسان 0.56 الکترون در واحد از بستر Ag(111) به CPHN 1 و CPHN 2 نشان می‌دهد.

تصاویر a , b , STM (-1.0 V، 20 pA) از CPHN 1 و 2 جدا شده با Br روی Ag(111) که به ترتیب با شکل 4c,k یکسان هستند. طیف‌های c، d، نرمال‌شده d I/d V در امتداد شبکه‌های خط پیکان‌دار با فاصله مساوی 170 نقطه و 128 نقطه، با هر طیف 4 و 3 نشان‌داده‌شده (به‌ترتیب پرش از طیف‌های 3 و 2) و به‌طور عمودی برای وضوح جابجا شده‌اند. مجموعه داده های کامل به صورت نقشه های LDOS دوبعدی انباشته شده به ترتیب در شکل 4e,m با نماهای سه بعدی اضافی در شکل تکمیلی 24 ارائه شده است.

a , h , مدل های ساختاری CPHN 1 و 2 با طول های محدود تقریبا 20 و 15 واحد تکرار شونده با انتهای مشخص. b , i , شبیه سازی نقشه های LDOS 2 بعدی که در امتداد محور مرکزی ساختار CPHN 1 و CPHN 2 در a و h ثبت شده اند که به ترتیب مشابه شکل 4f,n است. c , j , d I / d V شبیه سازی شده در انرژی های مشخص شده مربوطه در نقشه های LDOS 2 بعدی شبیه سازی شده در b و i به ترتیب نقشه می کشد. d , k , نقشه های آزمایشی 2 بعدی LDOS نرمال شده ثبت شده در امتداد محور مرکزی CPHN 1 و CPHN 2 به ترتیب مشابه شکل 4e,m .

e، l، نقشه‌های آزمایشی d I/d V با ارتفاع ثابت CPHN 1 و CPHN 2 با نوک CO-عامل‌کرده در انرژی‌های مشخص شده (خطوط نقطه‌دار) به ترتیب در d و k نقشه‌های LDOS دو بعدی ثبت شده‌اند. f، g، تجربی (یکسان با شکل 4c) و تصاویر توپوگرافی STM شبیه سازی شده (-1.0 V) از CPHN 1 جدا شده از Br. m، n، تجربی (یکسان با شکل 4k) و تصاویر توپوگرافی STM شبیه سازی شده (-1.0 V) از CPHN 2 جدا شده از Br. تصاویر STM شبیه سازی شده بر اساس ساختارهای کریستالی 1 بعدی بی نهایت CPHN 1 و 2 جدا شده محاسبه می شوند.

یک پیش تقویت کننده قفل در گرفتن طیف های d I / d V و نقشه هایی با مدولاسیون سینوسی 10 میلی ولت (پیک به پیک) در 973 هرتز استفاده شد.

یک تصویر توپوگرافی STM از یک CPHN 1 جدا شده با Br با طول ~10 نانومتر (~20 واحد تکرار شونده). b، نقشه LDOS دوبعدی نرمال شده در امتداد شبکه های خط پیکان دار با فاصله 100 نقطه ثبت شده است. c، الگوی FT-LDOS از نقشه در b، نشان داده شده در منطقه Brillouin \(0 <k < \frac{\pi }{a}\). باند B 1 با حداقل انرژی 0.03-eV نصب شده است. d، نمودار طیف های d I/d V نرمال شده، از همان مجموعه داده در b، نشان داده شده با هر طیف سوم (پرش از 2 طیف)، به صورت عمودی برای وضوح افست شده است. e , h , ساختارهای شیمیایی بهینه شده CPHN 1 مستقل (20 واحد) با انتهای مختلف.

f، i، نقشه های LDOS محاسبه شده با DFT در امتداد محور مرکزی سازه های بهینه سازی شده به ترتیب در e و h. یک انبساط انرژی کوچک برای نشان دادن واضح تر دو حالت نزدیک به سطح فرمی اعمال شد. الگوهای g , j , FT-LDOS تبدیل شده از f و i در ناحیه بریلوین \(0 <k < \frac{\pi }{a}\) نشان داده شده است. باند B 1 در g و j به ترتیب با حداقل انرژی 0.05- و -0.22 eV برازش داده می شود. گسترش انرژی در شبیه‌سازی‌ها: f, i, 10 meV, g, j, 50 meV. انبساط انرژی کمتری در پانل های f,i نسبت به شکل 1 اعمال می شود.

4n برای حل دو قله نزدیک به انرژی فرمی. پایانه های مختلف استفاده شده اثر آشکاری را در موقعیت های حداقل باند B 1 نشان می دهند، حتی با طول مشابه CPHN 1 مستقل.