单层二维有机共价薄膜的超高真空表面在位合成及其器件应用

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21673118
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0203.表面化学
  • 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

Monolayer two-dimensional (2D) covalent organic frameworks (COFs) featuring atom-thick periodic covalent molecular sheets have attracted great attention in recent years. They provide a new way to control carrier transport through quantum effects and tune device properties by rational chemical design. However, the synthesis of monolayer 2D COFs with well-defined structures remains a great challenge. On-surface synthesis offers a promising “bottom-up” way that can restrict the reactions to the surfaces of the substrates and confine synthesized materials strictly to monolayer. Most 2D COFs synthesized via on-surface method still suffer from small domain sizes and non-uniform frameworks. To solve this problem, we propose two possible methods to control the structures of on-surface synthesized 2D COFs by hierarchical growth and self-assembly assisted low-temperature photoinduced polymerization. With the help of scanning tunneling microscope, the chemical and electronic structures of monolayer 2D COFs can be examined at the atomic scale. By constructing devices such as thin film transistors, the carrier mobilities of monolayer 2D COFs can be measured. Combined with special dielectric materials and microfluidic technique, its further applications in low operation bias devices and high sensitivity photo-detectors and chem-/bio- sensors can be explored.
单层二维有机共价薄膜是原子厚度的周期性共价键分子薄膜,能够通过量子效应调节载流子传输,调节场效应晶体管等器件的性能,具有重要的研究意义。然而,目前单层二维有机共价薄膜的精准合成仍面临很大挑战。表面在位合成将化学反应严格限制在衬底表面,可以有效地控制产物层数,为其“自下而上”的合成提供了一种可控的有效手段。目前超高真空表面在位合成方法制备单层二维有机共价薄膜的主要问题是结构缺陷较多。为了解决这一问题,本项目提出了分步偶联和组装诱导-低温活化-就近偶联的方法,增强结构的自修复能力,制备高度有序的单层二维有机共价薄膜材料。利用扫描隧道显微镜原位表征其化学结构和电学性质;结合转移技术,制备场效应晶体管研究其器件性能,测量载流子迁移率等;通过特定介电材料的选择,结合微流控技术等,探索低压工作器件和具有高灵敏度光响应及化学/生物传感性能的多功能器件的开发。

结项摘要

本项目围绕超高真空低维有序结构的可控表面构筑展开,研究了前体分子的活性官能团差异、热活化温度、金属配位、衬底化学成分及晶体学结构差异等因素对最终表面合成纳米结构的调控作用,原位制备了基于氢键、卤键等弱相互作用的单一分子自组装、多种分子共组装和分子-金属非键共组装等多种结构,原位合成了基于有机金属键和共价键的零维有机金属分子大环、一维聚合物链和二维长程有序结构。对反应路径的调控、反应过程中的协同效应等反应机理进行了深入分析讨论。我们的结果对于理解表面反应过程从而实现低维纳米结构可控精准原位制备有重要意义。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Intrinsic point defects in inorganic perovskite CsPbI3 from first-principles prediction
第一性原理预测无机钙钛矿 CsPbI3 的本征点缺陷
  • DOI:
    10.1063/1.5001535
  • 发表时间:
    2017-10-16
  • 期刊:
    APPLIED PHYSICS LETTERS
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Li, Yifan;Zhang, Chenhui;Huang, Wei
  • 通讯作者:
    Huang, Wei
2D/2D Ti3C2/Bi4O5Br2 Nanosheet Heterojunction with Enhanced Visible Light Photocatalytic Activity for NO Removal
具有增强可见光光催化活性的 2D/2D Ti3C2/Bi4O5Br2 纳米片异质结去除 NO
  • DOI:
    10.3866/pku.whxb202005008
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    物理化学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yang Xiaoqing;Yang Hualin;Lu Huan;Ding Haoxuan;Tong Yanxin;Rao Fei;Zhang Xin;Shen Qian;Gao Jianzhi;Zhu Gangqiang
  • 通讯作者:
    Zhu Gangqiang
Enhanced Valley Splitting of Transition-Metal Dichalcogenide by Vacancies in Robust Ferromagnetic Insulating Chromium Trihalides
鲁棒铁磁绝缘三卤化铬中的空位增强了过渡金属二硫属化物的谷分裂
  • DOI:
    10.1021/acsami.9b04843
  • 发表时间:
    2019-05-22
  • 期刊:
    ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Lin, Changqing;Li, Yiran;Huang, Wei
  • 通讯作者:
    Huang, Wei
Recent progress of Acenaphthylene-imide-fused polycyclic aromatic hydrocarbons: Synthesis and application
苊酰亚胺稠合多环芳烃的合成与应用研究进展
  • DOI:
    10.1016/j.dyepig.2020.108877
  • 发表时间:
    2021-02
  • 期刊:
    Dyes and Pigments
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Wang Zhichao;Peng Qinqin;Huang Xuan;Ma Qianli;Shao Jinjun;Shen Qian
  • 通讯作者:
    Shen Qian
Flower-like Bi0/CeO2–δ plasmonic photocatalysts with enhanced visible-light-induced photocatalytic activity for NO removal
花状 Bi0/CeO2-等离激元光催化剂,具有增强的可见光诱导光催化活性,可去除 NO
  • DOI:
    10.1007/s40843-020-1467-7
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Science China-Materials
  • 影响因子:
    8.1
  • 作者:
    Nie Junli;Gao Jianzhi;Shen Qian;Zhang Weibin;Rao Fei;Hojamberdiev Mirabbos;Zhu Gangqiang
  • 通讯作者:
    Zhu Gangqiang

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其他文献

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  • 通讯作者:
    朱琳
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  • 通讯作者:
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  • 作者:
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  • 作者:
    姚月;申茜;朱利;高红杰;曹红业;韩惠;孙建国;李俊生
  • 通讯作者:
    李俊生

其他文献

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含硫有机物的表面配位及反应研究
  • 批准号:
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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

        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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