柔性基底生长大面积单层二硫化钼及其在自驱动电子皮肤中应用研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51802038
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0207.无机非金属半导体与信息功能材料
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Monolayer two-dimensional (2D) layered semiconductors with good mechanical strength, flexibility and piezoelectric properties, would be widely applied in self-driven electronic-skin devices. Nevertheless, impurities and defects from transfer process of 2D materials in fabrication of flexible electronic devices severely degrade the quality of materials and performance of devices. Moreover, the method for low-temperature controllable growth of large-scale, high quality monolayer 2D layered semiconductors on flexible substrates is still absence. In this project, the controllable method based on quasi-stable source and space-confined chemical vapor deposition for low-temperature controllable growth of large-scale monolayer molybdenum disulfide atomic piezocrystal on flexible substrates is proposed upon regulating the surface energy and chemical reactivity of flexible substrates, and its application in high-performance self-driven electronic-skin devices will be explored. The main contents of this project are to achieve low-temperature controllable growth of large-scale, uniform thickness and high quality monolayer molybdenum disulfide thin film on flexible substrates by regulating compositions and morphologies of surfaces of flexible substrates, kinetics and thermodynamics parameters, and to clarify regulatory mechanism of substrates and low-temperature growth mechanism of monolayer molybdenum disulfide thin film on flexible substrates. Further, the effect of electrode materials, contact structure, structure and orientation of grain boundary on piezoelectric performance will be explored, and an atomic scale model of microstructure of grain boundary and piezoelectric performance will be established. The performance of self-driven electronic-skin devices on monitoring various human physiological activities also will be studied. This work will lay the foundation for low-temperature controllable growth of 2D layered semiconductors on flexible substrates and their applications in flexible electronic devices.
单层二维层状半导体具有良好的机械强度、柔韧性和压电性能,在自驱动电子皮肤领域具有广泛应用前景。目前柔性电子器件制备过程中二维材料的转移引入大量杂质和缺陷,严重降低器件性能;柔性基底低温可控生长大面积高质量二维半导体的方法仍然匮乏。本项目基于对柔性基底表面能和反应活性的调控,提出近稳态源和限域空间结合的化学气相沉积法在柔性基底低温可控生长大面积单层二硫化钼原子压电晶体,并将其应用于高性能自驱动电子皮肤器件。主要研究内容是通过调控柔性基底表面成分和形貌、反应动力学和热力学参数,实现大面积、厚度均一、高质量单层二硫化钼的可控生长,阐明基底调控规律和低温生长机理;探索电极材料、接触结构、晶界结构、晶界取向分布对压电性能的影响规律,建立晶界和压电性能的原子尺度模型;考察自驱动电子皮肤器件对人体生理活动的监测性能。本项目的实施为柔性基底低温可控制备二维层状半导体及其在柔性电子器件中应用奠定基础。

结项摘要

基本上完成了题目为“柔性基底生长大面积单层二硫化钼及其在自驱动电子皮肤中应用研究”的项目研究,基本上达到了项目的预期目标。发展了大面积单层二硫化钼的制备方法,构筑了单层二硫化钼压电器件,揭示了晶界对单层二硫化钼压电性能的调控规律;探索了集成化单层二硫化钼电子皮肤器件的加工条件及优化工艺,在此基础上构筑了具有良好的灵敏度、稳定性和空间分辨率的电子皮肤器件,实现对人体不同部位运动的有效探测。本项目为二维压电材料集成化自驱动电子皮肤器件的设计、构筑及应用提供理论和技术支持。.依托本项目发表11篇SCI论文,出版学术著作1部,获批国家发明专利1项;获得2019年度黑龙江省高校科学技术奖一等奖(第三完成人)。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(1)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
High-performance and flexible photodetectors based on chemical vapor deposition grown two-dimensional In2Se3 nanosheets
基于化学气相沉积二维 In2Se3 纳米片的高性能柔性光电探测器
  • DOI:
    10.1088/1361-6528/aadc73
  • 发表时间:
    2018-11-02
  • 期刊:
    NANOTECHNOLOGY
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Feng, Wei;Gao, Feng;Hue, PingAn
  • 通讯作者:
    Hue, PingAn
Contact engineering high-performance ambipolar multilayer tellurium transistors
接触工程高性能双极多层碲晶体管
  • DOI:
    10.1088/1361-6528/ab5bec
  • 发表时间:
    2019-11
  • 期刊:
    Nanotechnology
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Qin Fanglu;Hu Yunxia;Hu PingAn;Feng Wei
  • 通讯作者:
    Feng Wei
High performance UV photodetector based on 2D non-layered CuGaS2 nanosheets
基于二维非层状 CuGaS2 纳米片的高性能紫外光电探测器
  • DOI:
    10.1088/1361-6641/ab0bdf
  • 发表时间:
    2019-04
  • 期刊:
    Semiconductor Science and Technology
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    Xin Bei;Wu Yutong;Liu Xiaorui;Zhang Nan;Yu Hang;Feng Wei
  • 通讯作者:
    Feng Wei
Synthesis of Superlattice InSe Nanosheets with Enhanced Electronic and Optoelectronic Performance
具有增强电子和光电性能的超晶格 InSe 纳米片的合成
  • DOI:
    10.1021/acsami.9b01747
  • 发表时间:
    2019-05-22
  • 期刊:
    ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Feng, Wei;Qin, Fanglu;Hu, PingAn
  • 通讯作者:
    Hu, PingAn
High-Performance Devices Based on InSe-In1-xGaxSe Van der Waals Heterojunctions
基于 InSe-In1-xGaxSe 范德华异质结的高性能器件
  • DOI:
    10.1021/acsami.0c03206
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    ACS Applied Materials & Interfaces
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Yu Miaomiao;Hu Yunxia;Gao Feng;Dai Mingjin;Wang Lifeng;Hu PingAn;Feng Wei
  • 通讯作者:
    Feng Wei

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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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