飞秒激光微流道烧蚀法构建绿光硒化锌量子点的缺陷态跃迁机理研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61904115
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0401.半导体材料
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Zinc selenide (ZnSe) quantum dot with green fluorescence emission has no risk of heavy metal ion leakage, and is a safe and environmentally friendly wide band gap semiconductor luminescent material. Compared with the currently large-scale used cadmium selenide quantum dots, the biosafety of ZnSe quantum dots is higher. It has a promising application for forming directly contacted wearable flexible display devices. Previous studies have shown that the femtosecond laser ablation in microchannel process has a significant effect on the defect state green fluorescence emission characteristics of zinc selenide quantum dots. In view of the difficulty in explaining the problem of the defect state green-light fluorescence transition mechanism of zinc selenide quantum dots, this project focuses on two key scientific issues:(1)Establishment of multiple defect state model with deep energy level structure of green light zinc selenide quantum dots and,(2)The interaction between laser pulse and zinc selenide material during the laser ablation process in microchannel. First principles and ultrafast dynamics are the foundation theories. The exploration of influence of femtosecond laser ablation process on the formation of multiple defect states of green-light zinc selenide quantum dots is considered to be the main research line. The effect of femtosecond laser parameters during the ablation process on the new wavelength properties of green-light zinc selenide quantum dots will be revealed. The green fluorescence transition mechanism of defect state from zinc selenide quantum dots will also be improved. It will build the foundation for a safe and reliable next-generation wearable flexible display devices.
绿色荧光发射硒化锌(ZnSe)量子点没有重金属离子泄露风险,是安全环保的宽禁带半导体发光材料,较目前大规模应用的硒化镉量子点的生物安全性更高,具有构成直接接触式可穿戴柔性显示器件的应用前景。前期研究表明,飞秒激光微流道烧蚀过程对绿光硒化锌量子点的缺陷荧光发射特性有显著影响。针对目前尚无法对绿光硒化锌量子点的缺陷态荧光跃迁机理做出完善解释的这一难题,本项目以第一性原理和超快动力学为基础,以飞秒激光烧蚀过程对绿光硒化锌量子点多重缺陷态形成的影响探索为主线,利用密度泛函理论和FDTD算法为手段,着重研究2个关键科学问题:(1)绿光硒化锌量子点深能级结构的多重缺陷态模型的建立和(2)飞秒激光微流道烧蚀过程中激光与硒化锌材料的相互作用关系。揭示飞秒激光微流道烧蚀参数对绿光硒化锌量子点新波长发光特性的影响规律,完善绿光硒化锌量子点的缺陷态荧光跃迁机理。为实现安全可靠的下一代可穿戴柔性显示器件奠定基础。

结项摘要

绿色荧光发射硒化锌(ZnSe)量子点没有重金属离子泄露风险,是安全环保的宽禁带半导体发光材料,较目前大规模应用的硒化镉量子点的生物安全性更高,具有构成直接接触式可穿戴柔性显示器件的应用前景。前期研究表明,飞秒激光微流道烧蚀过程对绿光硒化锌量子点的缺陷荧光发射特性有显著影响。针对目前尚无法对绿光硒化锌量子点的缺陷态荧光跃迁机理做出完善解释的这一难题,本项目以第一性原理和超快动力学为基础,以飞秒激光烧蚀过程对绿光硒化锌量子点多重缺陷态形成的影响探索为主线,利用密度泛函理论和FDTD算法为手段,着重研究了2个关键科学问题:(1)建立了绿光硒化锌量子点深能级结构的多重缺陷态模型。将形成能较小的Se填隙、Se替位、Zn空位、表面不饱和悬挂键作为主要的缺陷类型,参与模型的建立,以使模型更符合实际。研究揭示出500 nm波长附近的宽带隙跃迁来自于ZnSe中硒替位缺陷到硒填隙缺陷能级的电子跃迁过程。明亮的绿色荧光可能来就自这一电子跃迁过程。(2)飞秒激光烧蚀过程中产生了绿光硒化锌量子点。飞秒超快激光产生的极端物理条件导致硒化锌量子点表面化学失配加剧,这些表面缺陷会引入缺陷能级,从而导致绿色荧光的新波段输出。. 研究表明,飞秒激光微流道烧蚀过程中的极端物理条件导致硒化锌量子点产生了绿色荧光。这使得绿光硒化锌量子点的缺陷态荧光跃迁机理得到了完善。绿光硒化锌量子点所展现的明亮荧光和良好的分散性,为实现安全可靠的下一代可穿戴柔性显示器件奠定了基础,此外其还具备一定的生物医学标记的应用潜力。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Doping non-uniformity influence on the electrical and optical properties of chromium doped zinc selenide
掺杂不均匀性对铬掺杂硒化锌电学和光学性能的影响
  • DOI:
    10.1016/j.jqsrt.2015.08.001
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Materials Today Communications
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Yuqin Zhang;Chao Yang;Guoying Feng
  • 通讯作者:
    Guoying Feng
Double-Sphere Tapered Fiber RI, Temperature, and Strain Sensor Based on Micro-Spherical Mode Controller
基于微球模式控制器的双球锥形光纤折射率、温度和应变传感器
  • DOI:
    10.1109/jsen.2020.3020264
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    IEEE SENSORS JOURNAL
  • 影响因子:
    4.3
  • 作者:
    Tan Jianchang;Chen Xiaoxu;Yang Chao;Zhou Hao;Zhou Shouhuan
  • 通讯作者:
    Zhou Shouhuan
High temperature and vector curvature sensor with high linearity and sensitivity based on asymmetric dual-core photonic crystal fiber
基于非对称双芯光子晶体光纤的高线性高灵敏度高温矢量曲率传感器
  • DOI:
    10.35848/1347-4065/ab70e5
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS
  • 影响因子:
    1.5
  • 作者:
    Tan Jianchang;Yang Chao;Chen Xiaoxu;Zhou Hao;Feng Guoying;Zhou Shouhuan
  • 通讯作者:
    Zhou Shouhuan

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其他文献

The treatment of arsenic bearing waste
含砷废物的处理
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张广积;李媛媛;杨超;刘小娟
  • 通讯作者:
    刘小娟
TPA致小鼠耳肿胀模型的中性粒细胞聚集及IL-1β、IL-6、TNF-α、IL-17A的表达水平研究
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    2012
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    李滨
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    陈进
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    10.1007/978-3-642-11528-8_17
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2024/6061铝合金铸造复合行为及其界面组织性能
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  • 发表时间:
    2020
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    --
  • 作者:
    林椿梅;王于金;徐维良;杨超;秦芳诚
  • 通讯作者:
    秦芳诚

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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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