石墨烯定向可控生长、场发射电子相干性及机理探索

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51102287
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    张宇
  • 依托单位：
    中山大学
  • 学科分类：
    E0207.无机非金属半导体与信息功能材料
  • 结题年份：
    2014
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2014-12-31

项目摘要

直立型石墨烯可能是一种优秀的相干电子源材料。首先，石墨烯具有弹道电子输运的物理特性，其次，石墨烯的场发射性能稳定，且具有线型发射端面，符合电子相干性的基本要求，并具有高电流、高亮度和大视场的优点。石墨烯相干电子源应用于电子全息、电子显微等领域可以解决缺乏高质量相干电子源的现状。本项目将通过研究石墨烯的场发射电子相干特性，验证其作为场发射相干电子源的可行性。首先采用微波等离子体化学气相沉积方法可控制备直立型石墨烯，并采用微探针原位测试方法分析适合于作为相干电子源的石墨烯的最佳形貌结构及其对应的场发射特性，进而采用场发射显微镜和能谱分析仪，探索石墨烯的场发射电子相干性，并研究其相干机理。本研究对深入认识以石墨烯为代表的二维纳米材料体系的场发射机制，开拓石墨烯在真空相干电子源领域的应用具有前瞻意义。

结项摘要

本项目采用微波等离子体化学气相沉积方法成功制备了直立型少层石墨烯，采用等离子体鞘层电场理论解释了直立石墨烯的生长机理，并在实验上验证了正确性，实现了直立石墨烯的生长方向可控性。这对直立石墨烯的可控生长具有积极的指导意义。. 直立石墨烯具有原子级别厚度的发射尖端和二维散热面积，我们测得了其优异的场发射特性，开启电压低至1.8 V/um，最大电流32.3mA，最大电流密度达到164 mA/cm2，具有稳定的场发射电流，电流抖动小于3.7%。在评述文章“20 things you can do with graphene”中，将本研究工作列为石墨烯的20个潜在应用之一，认为我们制备的直立少层石墨烯在高功率真空电子器件具有应用潜力。. 我们采用场发射显微镜联用扫描电子显微镜技术研究了单片石墨烯的场发射相干性条纹，验证了石墨烯是场发射相干电子源。我们发现了场发射相干条纹的变化规律，定性解释了石墨烯的场发射相干性机理，认为石墨烯边缘的电子态分布是决定相干条纹特征的根本原因。本工作加深了对石墨烯的场发射机理的认识，并为石墨烯场发射相干电子源提供了实验证据和理论解释。

项目成果

期刊论文数量（8）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（6）
专利数量（0）
碳纳米管冷阴极脉冲发射特性及仿真模型研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Acta Physica Sinica
  • 影响因子：
    1
  • 作者：
    袁学松;张宇;孙利民;黎晓云;邓少芝;许宁生;鄢扬
  • 通讯作者：
    鄢扬
Effects of X-ray irradiation on the structure and field electron emission properties of vertically aligned few-layer graphene
X射线辐照对垂直取向少层石墨烯结构和场电子发射性能的影响
  • DOI：
    10.1016/j.nimb.2013.04.041
  • 发表时间：
    2013-06-01
  • 期刊：
    NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION B-BEAM INTERACTIONS WITH MATERIALS AND ATOMS
  • 影响因子：
    1.3
  • 作者：
    Wu, J. Q.;Zhang, Y.;Chen, Jun
  • 通讯作者：
    Chen, Jun
Growth direction manipulation of few-layer graphene in the vertical plane with parallel arrangement
平行排列垂直平面内少层石墨烯的生长方向调控
  • DOI：
    10.1016/j.carbon.2012.12.078
  • 发表时间：
    2013-05
  • 期刊：
    Carbon
  • 影响因子：
    10.9
  • 作者：
    Zhang, Yu;Tang, Shuai;Deng, Deliu;Deng, Shaozhi;Chen, Jun;Xu, Ningsheng
  • 通讯作者：
    Xu, Ningsheng
Effects of Pulsewidth and Area of Carbon Nanotube Films on Their Pulsed Field Emission Characteristics
碳纳米管薄膜脉冲宽度和面积对其脉冲场发射特性的影响
  • DOI：
    10.1109/ted.2013.2270313
  • 发表时间：
    2013-08-01
  • 期刊：
    IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES
  • 影响因子：
    3.1
  • 作者：
    Zhang, Yu;Deng, Shaozhi;Xu, Ningsheng
  • 通讯作者：
    Xu, Ningsheng
Optimize the field emission character of a vertical few-layer graphene sheet by manipulating the morphology
通过控制形貌优化垂直几层石墨烯片的场致发射特性
  • DOI：
    10.1088/0957-4484/23/1/015202
  • 发表时间：
    2012-01
  • 期刊：
    Nanotechnology
  • 影响因子：
    3.5
  • 作者：
    Zhang Yu;Du Jiale;Tang Shuai;Liu Pei;Deng Shaozhi;Chen Jun;Xu Ningsheng
  • 通讯作者：
    Xu Ningsheng

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AI项目解读示例

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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