基于二维材料亚纳米腔的三明治（金颗粒/腔/金膜）耦合系统光学特性研究

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基本信息

  • 批准号：
    61505167
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    21.0万
  • 负责人：
    李炫华
  • 依托单位：
    西北工业大学
  • 学科分类：
    F0509.光学和光电子材料
  • 结题年份：
    2018
  • 批准年份：
    2015
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Metal nanoparticles/spacer/metal film sandwiched system receives intensive attention among plasmonics recently. The properties of spacer materials (thickness, dielectric constant, and electrical conductivity) play an important role in the optical coupling sandwiched system. However, the current spacer materials such as SiO2 cannot reach the requirement of sub-nanometer thickness，which impedes the study of optical properties in the sandwiched system. Although graphene with sub-nanometer thickness can solve the thickness issue, the effect of another property of materials electrical conductivity on the optical property is still not well studied until now. Here, Au NPs/ sub-nanometer spacer / Au film is proposed by introducing the two-dimensional materials with different electrical conductivity (i.e. graphene, MoS2, and BN) as sub-nanometer spacer. The optical coupling properties of the as-proposed system based on the sub-nanometer spacer is investigated experimentally and theoretically and then the effect of electrical conductivity on the coupling effect has been clarified. In addition, the ultra-sensitive surface enhanced-Raman scattering (SERS) device would been achieved after the study of application in SRES. Our current study paves the way to realize sub-nanometer spacer, provides comprehensive understanding to the coupling mechanism between metal nanoparticle and metal film with sub-nanometer spacer, and opens a new route for ultra-sensitive sensor.
金属纳米颗粒/腔/金属膜三明治系统光学特性是当今金属等离子体光学领域的前沿研究课题。腔材料的厚度、介电常数和电导率等性质对其光学效应具有重要影响，传统二氧化硅等腔材料无法实现亚纳米腔限制了光学效应的研究，石墨烯具有亚纳米厚度的特征是解决上述问题的有效途径。然而，亚纳米腔下电导率特性对三明治结构光学耦合特性的影响尚未厘清。针对这一问题，本研究将具有不同电导率的石墨烯、硫化钼和氮化硼等二维材料引入到“金颗粒/亚纳米腔/金膜结构”的构筑；利用理论与实验研究，比较基于不同电导率亚纳米腔下三明治结构的光学效应，进而揭示腔材料电导率对三明治结构光学耦合特性的影响规律；然后通过表面增强拉曼光谱（SERS）应用研究，为三明治结构构筑超灵敏SERS传感器奠定一定基础。本项目有利于丰富亚纳米腔的构筑，加深亚纳米腔下颗粒/膜光学耦合特性的认识，为发展新型金属等离子体光学传感器提供了新的技术保障。

结项摘要

金属纳米颗粒/二维材料光学系统因其独特的结构特性和超强的光学耦合特性获得了快速发展。本项目通过构筑金颗粒/硫化钼和金聚体/硫化钼光学耦合结构，在此基础上设计了金颗粒/硫化钼亚纳米腔/金膜结构光学耦合三明治结构，探索了金纳米单颗粒等离激元增强硫化钼光学吸收增强特性以及金聚体等离激元耦合下硫化钼光学吸收增强特性。通过与之前课题组开展的金颗粒/石墨烯亚纳米腔/金膜结构光学耦合结构光学吸收增强特性比较，揭示了二维材料电导率等材料特性对系统光学耦合特性的内在影响规律，阐明了不同硫化钼厚度与光学性能的对应关系。进一步扩展杂化结构，利用金属氧化物ZnO，设计得到了Au@MoS2-ZnO三元杂化结构，提升光学性能的同时，解决了二硫化钼光催化过程中的光腐蚀问题。本项目的开展加深等离激元增强二维材料光学耦合特性的认识，为发展新型金属等离激元光学器件提供新的技术保障。

项目成果

期刊论文数量（18）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（2）
Unique Seamlessly Bonded CNT@Graphene Hybrid Nanostructure Introduced in an Interlayer for Efficient and Stable Perovskite Solar Cells
独特的无缝键合CNT@石墨烯杂化纳米结构装饰中间层，用于高效稳定的钙钛矿太阳能电池
  • DOI：
    10.1002/adfm.201800475
  • 发表时间：
    2018-08-08
  • 期刊：
    ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS
  • 影响因子：
    19
  • 作者：
    Li, Xuanhua;Tong, Tengteng;Huang, Zhixiang
  • 通讯作者：
    Huang, Zhixiang
Multi-shelled NiO hollow spheres: Easy hydrothermal synthesis and lithium storage performances
多壳氧化镍空心球：易于水热合成和锂存储性能
  • DOI：
    10.1016/j.jallcom.2016.05.264
  • 发表时间：
    2016-11-15
  • 期刊：
    JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS
  • 影响因子：
    6.2
  • 作者：
    Wu, Hongjing;Wang, Yiqun;Li, Xuanhua
  • 通讯作者：
    Li, Xuanhua
Au Multimer@MoS2 hybrid structures for efficient photocatalytical hydrogen production via strongly plasmonic coupling effect
Au Multimer@MoS2杂化结构通过强等离子体耦合效应实现高效光催化产氢
  • DOI：
    10.1016/j.nanoen.2016.10.047
  • 发表时间：
    2016-12-01
  • 期刊：
    NANO ENERGY
  • 影响因子：
    17.6
  • 作者：
    Li, Xuanhua;Guo, Shaohui;Wei, Bingqing
  • 通讯作者：
    Wei, Bingqing
Sequential Processing: Spontaneous Improvements in Film Quality and Interfacial Engineering for Efficient Perovskite Solar Cells
顺序处理：高效钙钛矿太阳能电池的薄膜质量和界面工程的自发改进
  • DOI：
    10.1002/solr.201800027
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    SOLAR RRL
  • 影响因子：
    7.9
  • 作者：
    Wang Shuangjie;Li Xuanhua;Tong Tengteng;Han Jian;Zhang Yuanyuan;Zhu Jinmeng;Huang Zhixiang;Choy Wallace C. H.
  • 通讯作者：
    Choy Wallace C. H.
Au nanoparticles@MoS2 core-shell structures with moderate MoS2 coverage for efficient photocatalytic water splitting
Au纳米颗粒@MoS2核壳结构，具有适度的MoS2覆盖度，可实现高效光催化水分解
  • DOI：
    10.1016/j.jallcom.2017.02.240
  • 发表时间：
    2017-06-05
  • 期刊：
    JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS
  • 影响因子：
    6.2
  • 作者：
    Yang, Lin;Guo, Shaohui;Li, Xuanhua
  • 通讯作者：
    Li, Xuanhua

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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

        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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