基于掺杂,尺寸及界面效应的拓扑半金属电子能带调控研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11674229
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    66.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2004.凝聚态物质电子结构
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

The discovery of topological quantum material has ignited one of the most fascinating fields of condensed matter physics. From topological insulators to semimetals, the investigation of materials with topological properties not only reveals new physical laws, but also provides more material options for future technologies. For example, topological semimetals host Dirac/Weyl points (magnetic monopoles in the momentum space) and 3D Dirac/Weyl fermions, making them important system for the study of fundamental physics; meanwhile, they are 3D analogues of graphene, hosting bulk electrons with high mobility, as well as exotic properties such as large and non-saturating magnetoresistance, making them promising candidates for next generation of electronic devices. To advance this exciting and fast developing field, we propose a program that focuses on investigating novel topological electronic structures via characterization tools such as angle resolved photoemission spectroscopy and exploring pathways (including dosing, quantum confinement, interfacial effect and etc) to tailor the electronic structure of topological semimetals. By the tailoring of the electronic structure, we hope to study the important and unresolved physical problems such as the topological phase transition; we also hope to systematically control the physical properties of topological semimetals through band tailoring for future applications.
拓扑量子材料已经成为了凝聚态物理的热点领域,从拓扑绝缘体到拓扑半金属,一大批具有拓扑性质新材料的发现展示了新的物理规律,也为未来的技术发展的提供了更多的材料选择。比如其中的拓扑半金属,它既蕴含着外尔点或者狄拉克点,以及三维外尔/狄拉克费米子这些基础物理学中重要的物理模型,又具有极高的电子迁移率,巨大及非饱和线性磁阻等优良性质,使其在应用上具有广泛的前景。本项目将在对拓扑半金属使用角分辨光电子能谱技术为主多种表征手段测量其电子结构的基础上,使用掺杂,尺度效应及异质界面效应等手段,对拓扑半金属展开电子能带调控的研究,从而研究拓扑半金属拓扑相变等尚未解决的重要物理问题;并通过对能带的调制实现对材料物理性能的调控,从而为拓扑半金属的应用打下基础.

结项摘要

拓扑量子材料是具有拓扑量子态的一类材料,具备对材料的缺陷或杂质等细节不敏感的特性,从而能够通过对物质能带整体把握进而调控其性能。其中的拓扑半金属体现出了体外尔/狄拉克费米子和表面态费米弧等奇异电子结构,并显现出种种优良的输运性质,使得其成为下一代电子学器件的材料候选。通过本项目,我们结合理论预言,样品合成,使用角分辨光电子能谱,隧道扫描显微镜在内的多种谱学方法对多种拓扑半金属及拓扑绝缘体进行了探索研究,并使用掺杂、插层、维度控制等手段实现能带调控进而实现对材料性能的综合性调控。项目代表性成果包括包括首次实验证实破坏时间反演对称性外尔半金属Co3Sn2S2,外尔半金属NbAs表面费米弧调控,本征磁性拓扑绝缘体MnBi2Te4探索及体系研究,新型拓扑超导材料研究,多种新型拓扑半金属研究等。本项目的成果进一步推进了拓扑量子材料领域的发展,为拓扑量子材料在拓扑量子计算及低耗散电子学器件中应用打下了基础。

项目成果

期刊论文数量(24)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Persistent surface states with diminishing gap in MnBi2Te4/Bi2Te3 superlattice antiferromagnetic topological insulator
MnBi2Te4/Bi2Te3 超晶格反铁磁拓扑绝缘体中间隙递减的持久表面态
  • DOI:
    10.1016/j.scib.2020.07.032
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Science Bulletin
  • 影响因子:
    18.9
  • 作者:
    Xu Lixuan;Mao Yuanhao;Wang Hongyuan;Li Jiaheng;Chen Yujie;Xia Yunyouyou;Li Yiwei;Pei Ding;Zhang Jing;Zheng Huijun;Huang Kui;Zhang Chaofan;Cui Shengtao;Liang Aiji;Xia Wei;Su Hao;Jung Sungwon;Cacho Cephise;Wang Meixiao;Li Gang;Xu Yong;Guo Yanfeng;Yang Lexia
  • 通讯作者:
    Yang Lexia
Electronic structures and unusually robust bandgap in an ultrahigh-mobility layered oxide semiconductor, Bi(2)O(2)Se.
超高迁移率层状氧化物半导体 Bi2O2Se 中的电子结构和异常坚固的带隙
  • DOI:
    10.1126/sciadv.aat8355
  • 发表时间:
    2018-09
  • 期刊:
    Science advances
  • 影响因子:
    13.6
  • 作者:
    Chen C;Wang M;Wu J;Fu H;Yang H;Tian Z;Tu T;Peng H;Sun Y;Xu X;Jiang J;Schröter NBM;Li Y;Pei D;Liu S;Ekahana SA;Yuan H;Xue J;Li G;Jia J;Liu Z;Yan B;Peng H;Chen Y
  • 通讯作者:
    Chen Y
Unveiling Electronic Correlation and the Ferromagnetic Superexchange Mechanism in the van der Waals Crystal CrSiTe3
揭示范德华晶体 CrSiTe3 中的电子相关性和铁磁超交换机制
  • DOI:
    10.1103/physrevlett.123.047203
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    PHYSICAL REVIEW LETTERS
  • 影响因子:
    8.6
  • 作者:
    Jiaxin Zhang;Xiaochan Cai;Wei Xia;Aiji Liang;Junwei Huang;Chengwei Wang;Lexian Yang;Hongtao Yuan;Yulin Chen;Shilei Zhang;Yanfeng Guo;Zhongkai Liu;Gang Li
  • 通讯作者:
    Gang Li
Electronic origin of the enhanced thermoelectric efficiency of Cu2Se
Cu2Se 热电效率增强的电子起​​源
  • DOI:
    10.1016/j.scib.2020.07.007
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Science Bulletin
  • 影响因子:
    18.9
  • 作者:
    Sun Shucui;Li Yiwei;Chen Yujie;Xu Xiang;Kang Lu;Zhou Jingsong;Xia Wei;Liu Shuai;Wang Meixiao;Jiang Juan;Liang Aiji;Pei Ding;Zhao Kunpeng;Qiu Pengfei;Shi Xun;Chen Lidong;Guo Yanfeng;Wang Zhengguo;Zhang Yan;Liu Zhongkai;Yang Lexian;Chen Yulin
  • 通讯作者:
    Chen Yulin
Electronic structure of the Si-containing topological Dirac semimetal CaAl2Si2
含硅拓扑狄拉克半金属CaAl2Si2的电子结构
  • DOI:
    10.1103/physrevb.102.045106
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    PHYSICAL REVIEW B
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Deng Tao;Chen Cheng;Su Hao;He Junyi;Liang Aiji;Cui Shengtao;Yang Haifeng;Wang Chengwei;Huang Kui;Jozwiak Chris;Bostwick Aaron;Rotenberg Eli;Lu Donghui;Hashimoto Makoto;Yang Lexian;Liu Zhi;Guo Yanfeng;Xu Gang;Liu Zhongkai;Chen Yulin
  • 通讯作者:
    Chen Yulin

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二维量子材料人工异质结构体系构筑、探测与操控
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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

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          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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