新型二维异质结结构中电子自旋特性的调控

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11434010
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    380.0万
  • 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:
    2019
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2019-12-31

项目摘要

The project will focus on the growth, fabrication, interface engineering and basic physics in new-type ultra-thin semiconductor heterostructures. We will try to grow and fabricate an atomically-thin commonly-used semiconductor heterostructures with controllable interface configurations and novel Van der Waals heterostructure in two-dimensional atomic crystal. We will reveal the effect of chemical bonding and charge transfering at the interface (or the substrate) on the band structure of the host materials; and develop various routes to tailor the energy band structures, interface charge polarization and hybridization between different atoms; and explore the possible ways of enhanced spin-orbit coupling effects and realization of topological phase. Also we will work out a practical scheme to generate spin (valley) polarized current and pure spin (valley) current and find out the driving mechanism of the external fields. We will study how the electron-electron interaction and electron-phonon interaction affect the photoelectric process and spin decoherence, explore the controlling methods by the external field and provide a physical basis for construction next generation of high-density integrated, high-speed, low-power semiconductor spintronic devices.
本项目将围绕新型半导体异质结界面结构的生长、制备和基础物理过程开展理论与实验两方面的研究。生长并制备出超薄的、原子尺度界面可控的主流半导体的异质结结构和新型二维原子晶体范德华异质结,揭示界面处(或于衬底)微观化学成键和电荷转移对材料能带结构的影响,研究剪裁能带结构以及异质界面处电荷极化和轨道杂化的调控方法,探索增强自旋轨道耦合效应和实现拓扑相的可能途径。研究产生自旋(谷)极化电流、纯自旋(谷)流的实际方案、以及外场的驱动机制。研究此类系统中电子-电子互作用、电子-声子互作用对光电过程、自旋退相干的影响及外场调控方法,为构造下一代高密度集成、高速、低功耗的半导体新型自旋量子器件提供物理基础。

结项摘要

近年来,新型二维异质结结构引起了理论与实验物理学研究的强烈兴趣。新型二维异质结结构包括基于二维材料的范德瓦尔斯异质结,以及半导体超薄极性界面异质结。前者构成未来柔性功能器件基础,而后者则因为10MV/cm量级的内建电场强度和0-2eV范围的带隙调控能力显著区别于传统异质结界面。本项目围绕新型半导体二维量子体系中自旋特性和调控开展研究,以基于半导体超薄量子阱、二维材料异质结(石墨烯、MoS2 等)为研究平台,弄清自旋极化、退相干物理机理,探索新奇量子相,构造基于新型半导体异质结构的自旋电子原理器件。项目执行期间共发表SCI收录论文113篇,其中包括Nature Nanotech. 1篇,Nature communication 6篇, Phys. Rev. Lett. 4篇, Nano Lett. 6篇,ACS NANO 5篇, Adv. Mat. 1篇, Chem. Soc. Rev. 等综述文章5篇。项目按照既定研究计划切实执行,达成既定总体目标。

项目成果

期刊论文数量(112)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(2)
Quantum dot lasers on silicon substrate for silicon photonic integration and their prospect
用于硅光子集成的硅衬底量子点激光器及其前景
  • DOI:
    10.7498/aps.64.204209
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Acta Physica Sinica
  • 影响因子:
    1
  • 作者:
    Wang Ting;Zhang Jian-Jun;Liu Huiyun
  • 通讯作者:
    Liu Huiyun
Ultralow-frequency Raman system down to 10 cm(-1) with longpass edge filters and its application to the interface coupling in t(2+2)LGs
0 带长通边缘滤波器的低至 10 cm(-1) 的超低频拉曼系统及其在 t(2 2)LG 中接口耦合中的应用
  • DOI:
    10.1063/1.4952384
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Review of Scientific Instruments
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Lin M. -L.;Ran F. -R.;Qiao X. -F.;Wu J. -B.;Shi W.;Zhang Z. -H.;Xu X. -Z.;Liu K. -H.;Li H.;Tan P. -H.
  • 通讯作者:
    Tan P. -H.
A germanium hole spin qubit.
锗空穴自旋量子位
  • DOI:
    10.1038/s41467-018-06418-4
  • 发表时间:
    2018-09-25
  • 期刊:
    Nature communications
  • 影响因子:
    16.6
  • 作者:
    Watzinger H;Kukučka J;Vukušić L;Gao F;Wang T;Schäffler F;Zhang JJ;Katsaros G
  • 通讯作者:
    Katsaros G
Corrigendum: Artificial Gauge Field and Topological Phase in a Conventional Two-dimensional Electron Gas with Antidot Lattices.
勘误表:具有反点晶格的传统二维电子气中的人工规范场和拓扑相
  • DOI:
    10.1038/srep28215
  • 发表时间:
    2016-07-07
  • 期刊:
    Scientific reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Shi L;Lou W;Cheng F;Zou YL;Yang W;Chang K
  • 通讯作者:
    Chang K
Phonon Confinement Effect in Two-dimensional Nanocrystallites of Monolayer MoS2 to Probe Phonon Dispersion Trends Away from Brillouin-Zone Center
单层 MoS2 二维纳米晶中的声子限制效应探测远离布里渊区中心的声子色散趋势
  • DOI:
    10.1088/0256-307x/33/5/057801
  • 发表时间:
    2016-05
  • 期刊:
    Chinese Physics Letters
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Shi Wei;Zhang Xin;Li Xiao-Li;Qiao Xiao-Fen;Wu Jiang-Bin;Zhang Jun;Tan Ping-Heng
  • 通讯作者:
    Tan Ping-Heng

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AI项目解读示例

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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