SnSe薄膜热电性能的场效应管调控研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11904348
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2004.凝聚态物质电子结构
  • 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

Thermoelectric material as one kind of environment friendly new energy material can directly convert heat to electricity via utilizing power output produced by the transport of carriers in solids, opening a promising use in waste heat recovery and refrigeration. SnSe is a famous material in thermoelectric field, but the enormous difficulty of tuning the carrier concentration limits the achievement of optimum carrier concentration. The field-effect transistor (FET) technology can turn carrier concentration on a large scale in the same thin film. In addition, theoretical and experimental studies also show that low dimensionality can improve the thermoelectric properties of materials. Based on that, in this project, we use the mechanical method, chemical method, etc. to cleavage SnSe single crystal into thin film, measure electric properties by four-probe method, measure thermal properties in plane via 3-Omega technique, and develop the test of film thermoelectric properties in technology. We study the influence rule of film thickness on thermoelectric properties, and investigate the physical mechanism in combination with modern quantum theory. The optimum thermoelectric properties of a SnSe thin film is achieved by the regulation ability of FET technology in carrier concentration. The results of this project have important scientific significance for elucidating the influence of film thickness and carrier concentration on electrothermal transport as well as microscopic physical mechanism. Moreover, it will provide a new route for enriching the research system and improving thermoelectric performance.
热电材料是一种利用固体中载流子输运产生功率输出的环境友好的新能源材料,在废热回收发电和致冷等领域具有广阔的应用前景。SnSe是热电材料中的明星材料,然而其载流子浓度调控难度大,最佳载流子浓度难以达到。场效应管调控技术可在同一片薄膜中大范围调控载流子浓度。另外,理论与实验研究也表明低维化可提高材料热电性能。基于此,本项目利用机械法、化学法等将SnSe单晶解理成薄膜,以四探针法测量薄膜面内的电学性能,采用3-Omega技术测量薄膜面内的热导率,在技术上完善薄膜热电性能的测试;研究薄膜的厚度对材料热电性能的影响规律,结合现代量子理论探讨相关物理机制;研究通过场效应管栅压调控技术调控薄膜的载流子浓度,优化SnSe薄膜的热电性能,并阐明相关物理机理。该项目成果对阐明薄膜的厚度、载流子浓度与电热输运的影响规律及其微观物理机制具有重要的科学意义,为丰富热电材料研究体系和性能的提升提供了新的空间与途径。

结项摘要

热电材料是一种利用固体中载流子输运产生功率输出的环境友好的新能源材料,在废热回收发电和致冷等领域具有广阔的应用前景。本项目主要目的是开发一套能测试薄膜热电性能的集成测量系统,用于研究场效应管调控的SnSe薄膜的热电性能。目前,本项目主要完成了3-Omega技术对SnSe薄膜面外热导率的设计和实施,初步完成了前期高难度的薄膜热导率技术开发部分,为以后的的持续研究和开发提供了有力的技术条件。同时,基于本项目的资助,我们也做了一些块体热电材料的研究和探索。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Dynamic Epitaxial Crystallization of SnSe2 on the Oxidized SnSe Surface and Its Atomistic Mechanisms
氧化 SnSe 表面 SnSe2 的动态外延结晶及其原子机制
  • DOI:
    10.1021/acsami.0c05029
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    ACS Applied Materials & Interfaces
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Zhang Bin;Li Ang;Han Guang;Zhang Zhenhua;Peng Kunling;Gong Xiangnan;Zhou Xiaoyuan;Han Xiaodong
  • 通讯作者:
    Han Xiaodong
The unique evolution of transport bands and thermoelectric performance enhancement by extending low-symmetry phase to high temperature in tin selenide
通过将硒化锡中的低对称性相扩展到高温,输运带的独特演化和热电性能增强
  • DOI:
    10.1039/d0tc01318h
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Materials Chemistry C
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Peng Kunling;Zhang Bo;Wu Hong;Che Hailiang;Sun Xuefeng;Ying Jianjun;Wang Guiwen;Sun Zhe;Wang Guoyu;Zhou Xiaoyuan;Chen Xianhui
  • 通讯作者:
    Chen Xianhui
Exceptional Performance Driven by Planar Honeycomb Structure in a New High Temperature Thermoelectric Material BaAgAs
新型高温热电材料 BaAgAs 中的平面蜂窝结构带来卓越性能
  • DOI:
    10.1002/adfm.202100583
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Advanced Functional Materials
  • 影响因子:
    19
  • 作者:
    Peng Kunling;Zhou Zizhen;Wang Honghui;Wu Hong;Ying Jianjun;Han Guang;Lu Xu;Wang Guoyu;Zhou Xiaoyuan;Chen Xianhui
  • 通讯作者:
    Chen Xianhui
Exceptional Thermoelectric Performance Enabled by High Carrier Mobility and Intrinsically Low Lattice Thermal Conductivity in Phosphide Cd3P2
磷化物 Cd3P2 的高载流子迁移率和固有的低晶格热导率实现了卓越的热电性能
  • DOI:
    10.1021/acs.chemmater.1c03619.s001
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Chemistry of Materials
  • 影响因子:
    8.6
  • 作者:
    Lizhu Fan;Kunling Peng;Zizhen Zhou;Yanci Yan;Chen Ran;Honghui Wang;Guang Han;Bin Zhang;Xu Lu;Guoyu Wang;Xiaoyuan Zhou
  • 通讯作者:
    Xiaoyuan Zhou
Thermoelectric performance of binary lithium-based compounds: Li3Sb and Li3Bi
二元锂基化合物Li3Sb和Li3Bi的热电性能
  • DOI:
    10.1063/5.0056880
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Applied Physics Letters
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Peng Kunling;Zhou Zizhen;Wang Honghui;Wu Hong;Ying Jianjun;Han Guang;Lu Xu;Wang Guoyu;Zhou Xiaoyuan;Chen Xianhui
  • 通讯作者:
    Chen Xianhui

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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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