GaN和ZnO半导体及其合金表面与水分子的相互作用研究

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基本信息

  • 批准号：
    61176079
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    48.0万
  • 负责人：
    陈光德
  • 依托单位：
    西安交通大学
  • 学科分类：
    F0405.半导体器件物理
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2015-12-31

项目摘要

GaN和ZnO是重要的宽禁带半导体材料，近年来有研究表明由它们组成的合金(GaN)x(ZnO)1-x的带隙宽度可以降到2.4-2.7eV，是一种高效的可见光段光解水制氢催化剂，开创了GaN和ZnO半导体材料一个新的应用领域。本项目计划通过第一性原理计算系统研究水分子与GaN、ZnO及其合金表面的相互作用。探索不同环境下的稳定吸附构型，揭示它们的相互作用机理。项目的完成能够促进对（GaN）x（ZnO）1-x催化机理的理解，提出进一步提高催化效率的可行性建议；同时，也能够搞清楚水分子对GaN和ZnO晶体生长的影响以及表面吸附水分子后对光电性能的影响。.本项目组长期以来从事宽禁带半导体材料光学性质、纳米结构、及表面性质的研究，对GaN和ZnO的性质有深入了解，为本项目的开展奠定了良好的前期基础。

结项摘要

系统研究了不同覆盖度下水分子与GaN及ZnO各低指数面的相互作用。在非极性面，低覆盖度下为分子吸附，高覆盖度（1ML）下由于为动态半解离吸附。在（0001）极性面，低覆盖度下为解理吸附，高覆盖度下为（2x1）分子吸附。由于价电子数和离子性强弱的不同，水分子在GaN表面比在ZnO表面更容易分解，而且吸附能（无论是分子吸附还是解离吸附）也比在ZnO表面的大。通过能量及电子结构对吸附机理进行了深入分析，发现分子吸附时水分子与表面之间的共价键以及水分子之间的氢键相互作用具有同等重要的地位，解离吸附情况下除了局域的共价键以外，OH（或O）形成的负电荷中心与表面阳离子间存在很强的静电相互作用。这些结论对于理解光催化机理和优化催化效率具有重要参考价值。

项目成果

期刊论文数量（18）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
The growth of Sea-urchin-like AlN nanostructures by modified CVD and their Field Emission properties
改良CVD法生长海胆状AlN纳米结构及其场发射性能
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    Journal of Crystal Growth
  • 影响因子：
    1.8
  • 作者：
    Chen; Guangde;Zhu; Youzhang;Duan; Xiangyang;Ye; Honggang
  • 通讯作者：
    Honggang
Sulfur dioxide adsorbed on graphene and heteroatom-doped graphene: a first-principles study
石墨烯和杂原子掺杂石墨烯吸附二氧化硫：第一性原理研究
  • DOI：
    10.1140/epjb/e2012-30853-y
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    European Physical Journal B
  • 影响因子：
    1.6
  • 作者：
    Wu; Yelong;Qiao; Zhijuan;Zhu; Youzhang;Niu; Haibo
  • 通讯作者：
    Haibo
Electronic and structural properties of N-vacancy in AlN nanowires: A first-principles study
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  • DOI：
    10.1088/1674-1056/21/8/087101
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Chinese Physics B
  • 影响因子：
    1.7
  • 作者：
    Ye Hong-Gang;Wu Ye-Long;Niu Hai-Bo;Zhu You-Zhang
  • 通讯作者：
    Zhu You-Zhang
Ternary effects on the optical interface phonons in onion-like GaN/AlxGa1-xN quantum dots
洋葱状 GaN/AlxGa1-xN 量子点中光学界面声子的三元效应
  • DOI：
    10.7554/elife.40339
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    Physics Letters A
  • 影响因子：
    2.6
  • 作者：
    Huang; Wen Deng;Chen; Guang De;Ye; Hong Gang;Ren; Ya Jie
  • 通讯作者：
    Ya Jie
Synthesis of meso/macroporous aluminum nitrides via aluminum alloy ceramization
铝合金陶瓷化合成介孔/大孔氮化铝
  • DOI：
    10.1039/c3ra46775a
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    RSC Advances
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    Sun; Kai;Jiang; Bailing;Zhao; Kang;Tian; Na
  • 通讯作者：
    Na

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其他文献

激光分子束外延方法生长的ZnO 薄
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  • 通讯作者：
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  • 影响因子：
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  • 作者：
    王红理;王东;陈光德;刘晖
  • 通讯作者：
    刘晖
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带隙弯曲系数 i
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  • 发表时间：
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  • 期刊：
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  • 通讯作者：
    颜国君

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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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