核分析技术研究非磁性离子注入GaN稀磁半导体的微观结构和铁磁机理

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基本信息

  • 批准号：
    11075038
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    48.0万
  • 负责人：
    张斌
  • 依托单位：
    复旦大学
  • 学科分类：
    A30.核技术及其应用
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

目前，GaN基稀磁半导体的铁磁性来源仍是争论的焦点，这是因为作为掺杂剂的磁性过渡金属元素本身是磁性的，它们在基体中的沉淀物对观察到的铁磁性有贡献。稀磁半导体的铁磁机理理论有多种，但均有局限性，用不同理论解释铁磁机理往往发生矛盾，实验和理论也不能统一。基于此，本课题提出用非磁性离子注入GaN制备稀磁半导体研究铁磁机理的新方法，这可以避免团簇、二次相等磁性沉淀物造成的非本征铁磁性，并利用质子激发X射线荧光、卢瑟福背散射、沟道技术、同步辐射X射线吸收精细结构谱、X射线磁圆二色谱、电子顺磁共振、正电子湮没等核分析技术以及霍尔效应，研究非磁性离子的掺杂量和深度分布、替位率、近邻配位情况、价态和电子结构、局域磁矩和未成对电子、晶格缺陷等微观结构以及载流子行为，建立它们与磁性的关系，探讨铁磁性来源，阐明铁磁机理，以期为稀磁半导体的铁磁来源和机理研究开辟一条新路，为研制新型稀磁半导体及其应用提供理论依据。

结项摘要

目前，稀磁半导体的铁磁性来源仍是争论的焦点，为避免团簇、二次相等磁性沉淀物造成的非本征铁磁性，本课题提出用非磁性离子Cu作为掺杂剂来研究稀磁半导体的铁磁机理。本课题的研究结果如下：1）、用射频磁控溅射和离子注入制备了室温铁磁性的Cu掺杂ZnO和GaN稀磁半导体样品。对ZnO：Cu样品，高掺杂和低掺杂样品、变衬底温度样品及变氧氩比样品，均未发现与Cu相关的团簇或二次相等析出物，Cu处于替代位，替位率100%。对GaN：Cu样品，低掺杂时，与ZnO：Cu样品一样，均未发现与Cu相关的团簇或二次相等析出物，Cu处于替代位，替位率100%；高掺杂时，Cu除了替位外，有CuN3二次相析出。室温铁磁性源于Cu的替位效应。2）、用射频磁控溅射制备了室温铁磁性的Mn掺杂ZnO稀磁半导体样品，高掺杂和低掺杂样品以及变衬底温度样品，均未发现与Mn相关的团簇或二次相等析出物，Mn处于替代位，替位率100%。室温铁磁性源于Mn的替位效应。这些结果进一步澄清了稀磁半导体的铁磁来源和机理，为研制新型稀磁半导体及其应用提供了理论依据。

项目成果

期刊论文数量（7）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（1）
专利数量（0）
P-type ZnO:N Films Prepared by Thermal Oxidation of Zn3N2
Zn3N2热氧化制备P型ZnO:N薄膜
  • DOI：
    10.1088/0256-307x/30/2/027303
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Chinese Physics Letters
  • 影响因子：
    3.5
  • 作者：
    Zhang Bin;Li Min;Wang Jian-Zhong;Shi Li-Qun
  • 通讯作者：
    Shi Li-Qun
RBS和XRD研究Fe、N共掺ZnO薄膜的制备
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    核技术
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张斌;荣丽媛;李敏;王建中;施立群
  • 通讯作者：
    施立群
XANES and XPS Study on Microstructure of Mn-Doped ZnO Films
XANES和XPS研究Mn掺杂ZnO薄膜的微观结构
  • DOI：
    10.4236/msa.2013.45039
  • 发表时间：
    2013-05
  • 期刊：
    Materials Sciences and Applications
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    B. Zhang;M. Li;J. Z. Wang;L. Q. Shi;H. S. Cheng
  • 通讯作者：
    H. S. Cheng
SR-XRD和EXAFS研究Mn掺杂ZnO薄膜的微观结构
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    核技术
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张斌;李敏;王建中;施立群;承焕生;杨铁莹;文闻;胡凤春
  • 通讯作者：
    胡凤春
EXAFS and SR-XRD study on Cu occupation sites in Zn1-xCuxO diluted magnetic semiconductors
EXAFS 和 SR-XRD 研究 Zn1-xCuxO 稀磁半导体中 Cu 占据位点
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Nuclear Science and Techniques
  • 影响因子：
    2.8
  • 作者：
    Yang Chen;Zhang Bin;Wang Jianzhong;Shi Liqun;Cheng Huansheng;Yang Tieying;Wen Wen;Hu Fengchun
  • 通讯作者：
    Hu Fengchun

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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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