掺杂非晶碳薄膜/异质结在应力下的多场量子调控

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11574227
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    73.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2003.凝聚态物质输运性质
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

This research was triggered by our recent observation of the strain induced photoconduction in doped amorphous carbon. Amorphous carbon doped by magnetic elements has demonstrated many superior properties such as positive colossal magnetoresistance (CMR) and electroresistance (ER) effects. Our preliminary results show a significant photoconduction on magnetically doped carbon. Such a photoconductance is strongly correlated with the strain applied. No photoconductive response could be found under zero strain. It was known that the strain could rarely affect amorphous system due to lacking of long-range ordering. Although the mechanism has not been well understood at this moment, it motivates and encourages a further in-depth study. .In this proposed project, our efforts will be focused on the metastability induced by strain in doped amorphous carbon. Various non-magnetic and/or rare earth metals will be used as the dopant. In-situ controllable strain can be introduced by employing the ferroelectric crystal of PMN-PT. Similar to the strain-mediated photoconduction, it may also induce some other fascinating features, which includes controlled switching of rich functionality such as ER and CMR. We will try to understand the underlying physics and explore the feasibility for using them to construct heterojunctions for sensors or photovoltaics.
最近我们在磁性掺杂的非晶碳低维材料中首次观察到显著的室温光电导。这一增强的光电导效应与外加于非晶碳的应力场直接相关,没有应力时几乎看不到任何光电导。因为不存在长程有序晶格的畸变,一般普遍认为应力场对于非晶材料的影响极其有限,故而应力场对非晶碳的调控鲜有报道。我们的结果显示应力场对于非晶碳基材料也同样具有很强的调控作用。本课题拟进一步探索应力场对碳基材料的宏观调制。鉴于磁性掺杂已被普遍研究,我们拟尝试将稀土或非磁性元素注入非晶碳,并采用压电性能优异的Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMN-PT)铁电晶体引入实时可控的应力场。在应力场下研究光、磁、电等外加物理场对掺杂非晶碳材料输运行为的微观量子调控,并系统关注应力对非晶碳体系呈现的其他亚稳特性如庞电致电阻和正磁阻效应的影响,实现对系统同时进行宏观和微观的多场调控。

结项摘要

本课题基本上是依照原来的研究设想按计划逐步展开实施。在前期工作的基础上,我们通过在氧化物压电晶体上沉积非晶碳薄膜来获得低维的异质复合体系。可控的应力场由氧化物铁电晶体的场致伸缩效应引入,同时引入光、磁、电等物理场,从微观和宏观尺度上系统研究应力场下的电磁耦合及量子调控效应,观察到非晶碳异质结的可变极性巨磁阻效应、亞稳的开关行为、自组装纳米粒子增强的光伏效应等有趣的科学现象。我们还原创发展了新颖的非晶碳/2DEG异质结和可穿戴的柔性非晶碳膜,并积极开展各种应用技术和先进微电子功能器件的开发。我们开发了柔性基底薄膜的制备与非晶碳/电子气异质结两项新工艺技术,探索设计了多种新型微电子器件,包括可穿戴的柔性碳基压力传感器件,基于非晶碳磁阻极性的可复写光信号存储元件,碳基RAM存储器件,高氧气相沉积样品加热装置,氢和NO2气敏探测元件等。为发展新一代的微纳传感器件和记忆元件开拓了新的领域。. 在本课题的实施中,我们取得了一系列突出成果,共发表标注本课题号的SCI高质量论文 31 篇,其中1篇文章被SCI列为高被引论文,短时间内已被引用超过75次。此外我们还申报了5项发明专利,1项新型实用专利已获授权。. 综上所述,本课题的各项目标均圆满达成,并在技术创新和产品开发有多项突破。

项目成果

期刊论文数量(30)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(5)
Asymmetric resistive switching behaviour in a Au/a-C:Co/Au planar structure
Au/a-C:Co/Au 平面结构中的不对称电阻开关行为
  • DOI:
    10.1016/j.microrel.2018.05.021
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Microelectronics Reliability
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    D. Zhang;T.R. Li;J.W. Zhou;Y.C. Jiang;B. Ren;J. Huang;J.M. Zhang;L. Wang;J. Gao;L.J. Wang
  • 通讯作者:
    L.J. Wang
Field effects on heterojunctions composed with electron-doped La(1-x)Hf(x)MnO(3)and Nb-SrTiO3 perovskites
电子掺杂La(1-x)Hf(x)MnO(3)和Nb-SrTiO3钙钛矿异质结的场效应
  • DOI:
    10.1142/s0217979217450084
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    INTERNATIONAL JOURNAL OF MODERN PHYSICS B
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    Zhu Xia;Zhao Meng;Gao Ju;Qi Yaping;Zeng Jiali;Huang Weiyi
  • 通讯作者:
    Huang Weiyi
Ferroelastic strain control of multiple nonvolatile resistance tuning in SrRuO3/PMN-PT(111) multiferroic heterostructures
SrRuO3/PMN-PT(111)多铁异质结构中多个非易失性电阻调谐的铁弹性应变控制
  • DOI:
    10.1063/1.4983018
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    APPLIED PHYSICS LETTERS
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Zheng Ming;Ni Hao;Qi Yaping;Huang Weiyi;Zeng Jiali;Gao Ju
  • 通讯作者:
    Gao Ju
Controllable conduction and hidden phase transitions revealed via vertical strain
通过垂直应变揭示可控传导和隐藏相变
  • DOI:
    10.1063/1.5096833
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Applied Physics Letters
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Zhao Run;Chen Yu;Ji Y;a;Li Weiwei;Chen Li;He Anpeng;Lu Hao;Zhao Meng;Yao Jinlei;Jiang Yucheng;Liu Guozhen;Gao Ju;Wang Haiyan;Yang Hao
  • 通讯作者:
    Yang Hao
Abnormal bipolar resistive switching behavior in carbon-iron composite films with different thicknesses
不同厚度碳铁复合薄膜的异常双极阻变行为
  • DOI:
    10.1016/j.vacuum.2016.10.034
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Vacuum
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    L. Wang;Y.C. Jiang;J. Gao;L.J. Wang
  • 通讯作者:
    L.J. Wang

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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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