基于单层二硫化钼的谷超导电子学研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11504005
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2003.凝聚态物质输运性质
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Recently, from theoretical and experimental point of view, great interest has been aroused in research on the excellent electrical and optical properties of monolayer molybdenum disulfide due to its exciting developments in experiments. In the project, the physical phenomena of Andreev reflection(Retro- and Specular-), crossed Andreev reflection(Retro- and Specular-), and Andreev bound state under the influence of spin-valley coupling and spin-orbit coupling through monolayer molybdenum disulfide based superconducting heterojunctions are considered. Subsequently the physical essences of those intriguing phenomena will be revealed. Meanwhile, the transport properties of those structures will be investigated which provide a crucial reference to realize valley superconducting quantum devices based on monolayer molybdenum disulfide. Quantum devices with superconductors lead to many peculiar properties, such as higher sensitivity, lower energy cost, fast response speed, etc, which bring us a wider prospective application in valleyelectronics based on monolayer molybdenum disulfide. Spin-valley coupling due to inversion symmetry breaking and strong spin-orbit coupling which only live in monolayer molybdenum disulfide and other group-VI transitionmetal dichalcogenides should therefore yield a series of intriguing valley resolved quantum phenomena not known from earlier studies. Therefore, this project not only has potential application value, also possesses significant theoretical research significance.
随着最近几年单层二硫化钼实验方面的令人振奋的发展,对单层二硫化钼相关电学和光学性质的研究已成为目前理论和实验研究领域的一个研究热点。本项目旨在揭示自旋轨道耦合效应、自旋-谷耦合和单层二硫化钼基超导异质结内 Andreev 反射(Retro- 和 Specular-)、Crossed Andreev 反射(Retro- 和 Specular-)以及 Andreev 束缚态之间的相互作用关系及其物理本质。与此同时澄清相关超导异质结的量子输运特性及其调制规律,为单层二硫化钼基谷超导量子器件的设计提供理论指导。由于超导量子器件具有灵敏度高、能耗低和响应速度快等一系列特点,使得该类器件具有广阔的应用前景。此外,我们可以预期对单层二硫化钼类材料所特有的自旋-谷耦合的研究将得到一系列全新的谷相关量子现象。因此本项目的研究不但具有潜在的应用价值,而且具有重要的理论研究意义。

结项摘要

在本项目中,我们基于 Dirac–Bogoliubov–de Gennes 方程对二硫化钼(过渡金属硫化物)基超导异质结内费米子的量子输运特性进行了相关的仔细研究。我们首先仔细探讨了 Andreev 反射对自旋轨道耦合的响应性能,然后分析该量子器件隧穿电导对入射准粒子能量、结构参数以及自旋轨道耦合效应的调制规律。结果显示 Andreev 反射和 Crossed Andreev 反射对自旋轨道耦合具有敏感的依赖关系,我们可以基于自旋轨道耦合对该量子器件的输运特性进行具体的调制。由于自旋轨道耦合可以由一个外加电极直接控制,所以利用该方法我们就可以得到一个全电学的量子器件。由于自旋-能谷耦合效应,基于 Crossed Andreev 反射,我们还可以获取100%的纯谷量子纠缠态用于量子计算。此外,我们对二硫化钼(过渡金属硫化物)基约瑟夫森结内超流对自旋轨道耦合的依赖关系进行了仔细的研究。研究结果显示结内 Andreev 束缚态对自旋轨道耦合和结构参数存在着紧密的依赖关系。我们可以通过自旋轨道耦合效应、外加门电压以及具体结构对结内的 Andreev 束缚态进行具体的调制,进而对约瑟夫森结内临界超流、偏斜度和流相关系进行相应的调控。我们的研究显示自旋轨道耦合不仅可以作为调制 Andreev 反射和 Crossed Andreev 反射一个新的途径方法,而且由其调控的超导异质结构可以为新型二硫化钼(过渡金属硫化物)基纳米谷电子学器件的设计提供一个新选择。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Spin orbit interaction fingerprints of a ballistic graphene Josephson junction
弹道石墨烯约瑟夫森结的自旋轨道相互作用指纹
  • DOI:
    10.1016/j.carbon.2017.06.025
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Carbon
  • 影响因子:
    10.9
  • 作者:
    Yanling Yang;Chunxu Bai;Xiaoguang Xu;Yong Jiang
  • 通讯作者:
    Yong Jiang
Shot noise and electronic properties in the inversion symmetric Weyl semimetal resonant structure
反演对称Weyl半金属谐振结构中的散粒噪声和电子特性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Nanotechnology
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Yang Y;Bai C;Xu X;Jiang Y
  • 通讯作者:
    Jiang Y
Dirac-fermions in graphene d-wave superconducting heterojunction with the spin orbit interaction
石墨烯d波超导异质结中的狄拉克费米子与自旋轨道相互作用
  • DOI:
    10.1016/j.physc.2017.07.011
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Physica C: Superconductivity and its Applications
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Juntao Wang;Andong Wang;Rui Zhang;Deng Sun;Yanling Yang
  • 通讯作者:
    Yanling Yang
A wavevector filter in inversion symmetric Weyl semimetal
反演对称Weyl半金属波矢滤波器
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Physics Letters A
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Chunxu Bai;Yanling Yang;Ke-Wei Wei
  • 通讯作者:
    Ke-Wei Wei
Giant magnetoresistance control and nontrivial metallic state manipulation in a transition-metal dichalcogenide spin-valve using a gate voltage
使用栅极电压的过渡金属二硫族化物自旋阀中的巨磁阻控制和非平凡金属态操纵
  • DOI:
    10.1088/1361-648x/aaec55
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    J. Phys.: Condens. Matter
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Chunxu Bai;Yanling Yang;Lin Bai
  • 通讯作者:
    Lin Bai

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其他文献

Andreev reflection in nodal-line Weyl semimetal
节线外尔半金属中的安德烈耶夫反射
  • DOI:
    10.1088/1361-648x/ab7033
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Physics: Condensed Matter
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    白春旭;杨艳岭
  • 通讯作者:
    杨艳岭
Signatures of nontrivial Rashba metal states in a transition metal dichalcogenides Josephson junction
过渡金属二硫化物约瑟夫森结中非平凡 Rashba 金属态的特征
  • DOI:
    10.1088/1361-648x/abace4
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Physics: Condensed Matter
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    白春旭;杨艳岭
  • 通讯作者:
    杨艳岭
Retro-normal reflection and specular Andreev reflection in a transition metal dichalcogenides superconducting heterojunction
过渡金属二硫化物超导异质结中的逆法向反射和镜面安德烈夫反射
  • DOI:
    10.1088/1361-648x/ab5560
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Journal of Physics: Condensed Matter
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    白春旭;杨艳岭
  • 通讯作者:
    杨艳岭

其他文献

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白春旭的其他基金

自旋轨道耦合对石墨烯基超导异质结输运特性影响的理论研究
  • 批准号:
    U1204110
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    30.0 万元
  • 项目类别:
    联合基金项目
双d-波超导势垒石墨烯异质结中的共振隧穿
  • 批准号:
    11147201
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    5.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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