低维铁性材料中基于自旋轨道耦合调制的多重极化效应研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61774059
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0405.半导体器件物理
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Due to the giant bulk Rashba spin orbit coupling (SOC) in ferroelectric semiconductors and the strong spin-valley coupling in the two-dimensional valleytronic materials, the application of SOC begins to attract the research attention not only in the field of spintronics, but also in the fields of ferroelectrics and valleytronics. How to realize the all-electric control of the charge, spin, and valley polarization through SOC becomes an important problem in the field of information storage. In the present project, we will investigate the Rashba SOC based magnetoelectric coupling effect in the surface of the ferromagnetic film, the influence of the ferroelectricity and the giant bulk Rashba SOC on the electron spin in the ferroelectric semiconductor heterostructure, and the ferrovalley in the one- or two-layer two-dimensional ferromagnetic or ferroelectric materials, which actually includes the SOC-mediated coupling between the magnetic, electric, and valleytronic (MEV) properties. We will explore the manipulation of the different polarizations through SOC and the MEV coupling through SOC. Also, we will design the complex multiferroic materials with MEV coupling, and creat the new device models for the information storage, which can provide the theoretical guidance for the next generation of information storage.
铁电半导体中体相巨Rashba自旋轨道耦合与二维谷电子学材料中强自旋能谷耦合将自旋轨道耦合应用从自旋电子学领域推广至铁电领域和谷电子学。如何通过自旋轨道耦合实现多重极化效应(电荷极化、自旋极化、以及谷极化)的电学调控成为信息领域备受关注的研究问题。本项目拟通过第一性原理计算研究铁磁金属薄膜表面基于Rashba自旋轨道耦合的表面电控磁性机制,铁电半导体异质结界面铁电极化和巨Rashba自旋轨道耦合对电子自旋的调控,以及二维单层/双层铁电、铁磁半导体中的磁电谷耦合效应和铁谷性,揭示自旋轨道耦合对不同极化效应调控的物理本质和其在磁电谷耦合效应中的重要作用,探索具有磁电谷耦合效应的复合多铁材料设计规律,建立新型信息存储元器件模型,为下一代信息存储提供理论指导。

结项摘要

自旋轨道耦合作用将电荷极化、自旋极化,以及谷极化有机结合起来。如何通过自旋轨道耦合实现全电控的极化信息成为信息存储领域一个重要问题。本项目通过第一性原理计算主要研究了三维铁电半导体异质结GeTe/InP、GeTe/MnTe,新型二维铁电半导体异质结In2Se3/MoS2,以及二维铁电半导体GeSe与铁磁半导体VSe2等。主要研究结果有:1)在GeTe/InP、GeTe/MnTe中,阐明了铁电极化对界面Rashba自旋轨道耦合与界面自旋极化的调控,实现了铁电局域场控制自旋极化翻转;2)在二维铁电半导体In2Se3/MoS2,实现了铁电极化控制的能带排列变化;3)在二维铁电GeSe中实现铁电极化调控的谷极化;4)在层间反铁磁耦合的双层VSe2中实现了电场调控自旋极化翻转。通过上述研究,揭示了自旋轨道耦合对不同极化效应调控的物理本质和其在磁电谷耦合效应中的重要作用,探索了具有磁电谷耦合效应的复合多铁材料设计规律,建立了新型信息存储元器件模型。依托项目培养研究生6名,发表学术论文28篇,包括以第一或通讯作者发表的Phys. Rev. Lett.(一篇), PNAS (一篇), Nano Lett.(一篇)等, 研究成果获《中国科学报》头版报道。

项目成果

期刊论文数量(27)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Vanadium based carbide-oxide heterogeneous V2O5@V2C nanotube arrays for high-rate and long-life lithium-sulfur batteries
用于高倍率长寿命锂硫电池的钒基碳化物氧化物异质V2O5@V2C纳米管阵列
  • DOI:
    10.1039/d0nr05199c
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Nanoscale
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Wang Zhenguo;Yu Ke;Gong Shijing;Du Erwei;Zhu Ziqiang
  • 通讯作者:
    Zhu Ziqiang
Doping and band gap control at poly(vinylidene fluoride)/graphene interface
聚偏二氟乙烯/石墨烯界面的掺杂和带隙控制
  • DOI:
    10.1088/1361-6463/aabb98
  • 发表时间:
    2018-04
  • 期刊:
    Journal of Physics D: Applied Physics
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Cai Jia;Wang Jian-Lu;Gao Heng;Tian Bobo;Gong Shi-Jing;Duan Chun-Gang;Chu Jun-Hao
  • 通讯作者:
    Chu Jun-Hao
Electric field control of Rashba spin splitting in 2D NIIIXVI (N = Ga, In; X = S, Se, Te) monolayer
二维 (NXVI)-X-III(N = Ga、In;X = S、Se、Te)单层中 Rashba 自旋分裂的电场控制
  • DOI:
    10.1088/1361-648x/ab6b88
  • 发表时间:
    2020-04-24
  • 期刊:
    JOURNAL OF PHYSICS-CONDENSED MATTER
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Ju, Weiwei;Wang, Donghui;Gong, Shijing
  • 通讯作者:
    Gong, Shijing
Giant Flexomagnetoelectric Effect in Dilute Magnetic Monolayer
稀磁单层中的巨柔磁磁电效应
  • DOI:
    10.1002/adts.201800048
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    ADVANCED THEORY AND SIMULATIONS
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Shen Yu-Hao;Song Yu-Xi;Tong Wen-Yi;Shen Xin-Wei;Gong Shi-Jing;Duan Chun-Gang
  • 通讯作者:
    Duan Chun-Gang
Dipole control of Rashba spin splitting in a type-II Sb/InSe van der Waals heterostructure
II 型 Sb/InSe 范德华异质结构中 Rashba 自旋分裂的偶极子控制
  • DOI:
    10.1088/1361-648x/abbc35
  • 发表时间:
    2020-09
  • 期刊:
    J. Phys.: Condens. Matter 33 (2021) 045501 (10pp)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Donghui Wang;Weiwei Ju;Tongwei Li;Qingxiao Zhou;Yi Zhang;Zijian Gao;Dawei Kang;Haisheng Li;Shijing Gong
  • 通讯作者:
    Shijing Gong

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二维双极磁性半导体及相关自旋器件的理论设计与计算模拟
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
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    51 万元
  • 项目类别:
    面上项目

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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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