钙钛矿铁电体-半导体硅异质结的理论研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    11347023
  • 项目类别：
    专项基金项目
  • 资助金额：
    20.0万
  • 负责人：
    于海林
  • 依托单位：
    常熟理工学院
  • 学科分类：
    A25.基础物理
  • 结题年份：
    2016
  • 批准年份：
    2013
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Interface structures and electronic properties of pervoskite ferroelectric-Si heterojunctions, such as SrTiO3/Si, BaTiO3/Si, have been studied by first-principles calculations. The interfacial phase diagram of pervoskite ferroelectrics-Si heterojunctions has been discussed using thermodynamics theory and the thermodynamically stable interface structures are determined. The effects of interfacial atom components and interface configurations on the polarization properties of ferroelectric films are clarified. A general rule has been proposed to prepare the pervoskite ferroelectrics-Si heterjunctions which still preserve the ferroelectric functionality. Moreover, the control properties of carrier concentration near interface determined by interfacial polarization have been investigated to provide theoretical references for its applications.
本项目采用基于密度泛函理论的第一性原理计算对钙钛矿铁电体-Si异质结，如SrTiO3/Si、BaTiO3/Si等的界面结构和电子特性展开研究。结合热力学理论讨论异质结的界面相图，给出热力学稳定的界面结构。阐明界面的原子组份、构型对铁电膜极化性质的影响，从理论计算的角度给出制备能保持铁电功能性的钙钛矿铁电体-Si异质结应遵循的一般规律。同时，利用电荷控制模型，阐明界面极化强度对界面附近载流子浓度的调控特性，为钙钛矿铁电体-Si异质结的实际应用提供理论参考。

结项摘要

把铁电体和传统的半导体Si结合起来形成新型功能电子器件一直是研究热点之一。本项目主要采用基于密度泛函理论的第一性原理计算对钙钛矿铁电体-Si异质结SrTiO3/Si、BaTiO3/Si的界面结构和电子特性展开了研究。通过对各种可能的异质结界面构型进行研究发现，界面结构对异质结的电极化性质有重要的影响。界面处缓冲层的Sr、Ba原子与界面处的O原子形成的强离子键会在界面处形成一电偶极子。该电偶极子会主导异质结的电极化性质，导致异质结中的铁电层失去铁电性。因此，在界面处加入Sr、Ba单原子作为缓冲层虽然有利于后续氧化物的外延生长，但会导致异质结失去铁电性。同时，我们的研究发现在Si表面上直接外延生长以SrO或BaO为界面层的异质结是能够保持铁电功能性的。在这种界面构型中，界面处的Si和O会形成一较强的共价键，而不是离子键。这样在界面处就不会有强的电偶极子产生,使铁电层能够保持铁电性。此外，我们对这些保持铁电功能性的异质结的势垒、极化强度等做了进一步分析，结果表明钙钛矿铁电体-Si异质结在新型功能电子器件方面具有较好的应用前景。另外，结合当前的研究热点，对二维石墨烯材料的所构成的量子器件的电输运特性展开了研究。

项目成果

期刊论文数量（4）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Axisymmetric All-Carbon Devices with High-Spin Filter Efficiency, Large-Spin Rectifying, and Strong-Spin Negative Differential Resistance Properties
具有高自旋滤波器效率、大自旋整流和强自旋负微分电阻特性的轴对称全碳器件
  • DOI：
    10.1021/acs.jpcc.5b09180
  • 发表时间：
    2016-01
  • 期刊：
    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY C
  • 影响因子：
    3.7
  • 作者：
    Liu Y. S.;Feng J. F.;Yang X. F.;Wang X. F.
  • 通讯作者：
    Wang X. F.
全碳量子器件中门电压导致的热电效应增强
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    Carbon
  • 影响因子：
    10.9
  • 作者：
    J.F. Feng;X.F. Yang;X.S. Chen;X.F. Wang
  • 通讯作者：
    X.F. Wang
C2N 纳米带的磁性和电子特性
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    常熟理工学院学报（自然科学）
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    顾利萍;于海林
  • 通讯作者：
    于海林
碳基分子器件中通过分子长度和门电压调控Fano效应
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    Nanoscale
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    X. K. Hong;J. F. Feng;X. S. Chen;X. F. Wang
  • 通讯作者：
    X. F. Wang

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其他文献

卵巢癌细胞中hCTR1的表达与细胞对顺铂耐药的相关研究
  • DOI：
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  • 发表时间：
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  • 期刊：
    Tumor
  • 影响因子：
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  • 作者：
    于海林;姜燕;赵亮;鹿欣
  • 通讯作者：
    鹿欣

其他文献

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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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