石墨炔纳米结构热输运性质的理论研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11304262
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2003.凝聚态物质输运性质
  • 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

Graphyne, a new two-dimensional nanomaterial containing both sp and sp2 hybridization state, is a new hotspot in recent nanoresearch community. Owning to the existence of sp hybridization state, the graphyne possesses more various geometrical structures as well as more fascinating optoelectronic properties than graphene. The experimental researches demonstrate that these excellent physical properties presented in graphyne foreshow its great potential applications ranging from the micro-nano devices to energy storage. Nevertheless, the previous studies on the fundamental physical properties of graphyne are mainly focus on the electronic and optical properties. The thermal transport properties of graphyne have not received much significant attention until now. In this project, the thermal transport properties of graphyne nanostructures will be studied by using the first principle calculation and nonequilibrium Green's-function method. The intrinsic relation between phonon transport and some influence factors, such as edge type, topological structure, geometrical size, defect and impurity, will be discussed profoundly. Moreover, the fundamental law of the phonon scattering in graphyne nanostructures will be summarized as well. Through systematical analysis and study, some novel thermal transport phenomena in graphyne will be discovered and its microscopic physical mechanism will be revealed, meanwhile the physical models for modulating the thermal transport properties of graphyne will be established. The Completion of this project will not only deepen our knowledge and understanding on the thermal properties of carbon-based nanomaterials, but also provide theoretical basis and experimental guidance for the design and development of graphyne-based micro-nano devices.
石墨炔,一种由sp和sp2两种杂化态构成的新型二维碳纳米材料,是现今纳米研究领域的一个新热点。源于sp杂化态的出现,石墨炔展现出比石墨烯更为多样的几何构型和更为优异的光电性质。实验研究表明这些新颖的物理属性预示着石墨炔在微纳器件以及能量存储方面具有广泛的应用前景。然而,目前对石墨炔基本物理属性的研究主要集中在光电性质方面,有关其热输运特性的研究还鲜有报道。本项目拟采用第一性原理结合非平衡格林函数方法研究石墨炔纳米结构中的热输运特性,分析边缘类型、拓扑结构、几何尺寸、缺陷、杂质等因素与石墨炔声子输运性质的内在关联,总结石墨炔纳米结构声子散射的基本规律。通过系统的分析和探讨,发现石墨炔纳米结构中的新奇热输运现象并揭示其微观物理机制,构建调控石墨炔热输运特性的物理模型。本项目的开展不但可以深化对碳基纳米材料热性质的认识和理解,同时也可为设计和发展基于石墨炔的微纳器件提供理论基础和实验指导。

结项摘要

石墨炔,一种由sp和sp2两种杂化态构成的新型二维碳纳米材料,是现今纳米研究领域的一个新热点。本项目通过对石墨炔纳米结构、类石墨炔多孔碳纳米结构以及新型热电材料的热输运性质进行系统的研究和探讨,阐明了边缘类型、拓扑结构、几何尺寸、缺陷等因素对其热及热电输运调控作用的微观物理机制,丰富了人们对纳米材料中声子、电子输运规律的认识和理解,为石墨炔及其相关材料在微纳器件、热电转换、热控制等领域的应用提供物理模型和理论参考。围绕“石墨炔纳米结构中的热输运性质”这一核心问题,本项目在以下三个方面取得了一些研究进展:1、我们研究发现Beta-石墨炔纳米带具有显著的热各向异性,并且其热电性能要远优于其姊妹材料——石墨烯(室温下beta-石墨炔热电品质因子可以达到0.5,而石墨烯仅为0.05左右),该结果说明Beta-石墨炔有望成为新一代的碳基热电材料。2、我们研究发现通过结构调制(例如:缺陷、嵌入量子点)能有效地提高石墨炔的热电品质因子,这一现象主要源于结构调制能极大地削弱系统的热输运性质而能较好地保留系统中原有的电子性质。该部分结果为基于石墨炔的热电器件设计及制备提供了强有力的理论指导。3、我们还拓展了对含氮多孔石墨烯,Alpha-碲化银,Wyle半金属材料TaAs以及碲化物XTe(X=Hg, Cd, Zn)热输运性质的研究,揭示了这些新型材料的声子输运特性及其微观物理机制,例如:我们发现TaAs为显著的热各向异性材料,含氮多孔石墨烯中声学声子及光学声子的相互作用主导了三声子散射过程,而在HgTe中我们发现了非常反常的负压强依赖热导。这些发现为相关材料在热控制领域的应用奠定了可靠的理论基础。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
First-principles study on lattice thermal conductivity of thermoelectrics HgTe in different phases
不同相热电材料HgTe晶格热导率的第一性原理研究
  • DOI:
    10.1063/1.4922978
  • 发表时间:
    2015-06
  • 期刊:
    Journal of Applied Physics
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Tao Ouyang;Ming Hu
  • 通讯作者:
    Ming Hu
Enhancement of thermoelectric properties of gamma-graphyne nanoribbons with edge modulation
通过边缘调制增强伽马石墨烯纳米带的热电性能
  • DOI:
    10.1140/epjb/e2015-60153-y
  • 发表时间:
    2015-05
  • 期刊:
    European Physical Journal B
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Caihua Wang;Tao Ouyang;Yuanping Chen;Jianxin Zhong
  • 通讯作者:
    Jianxin Zhong
First-principles study of thermal transport in nitrogenated holey graphene
氮化多孔石墨烯热传输的第一性原理研究
  • DOI:
    10.1088/1361-6528/28/4/045709
  • 发表时间:
    2017-01
  • 期刊:
    Nanotechnology
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Chao Tang;Xiaoliang Zhang;Ming Hu;Jianxin Zhong
  • 通讯作者:
    Jianxin Zhong
Thermoelectric properties of gamma-graphyne nanoribbon incorporating diamond-like quantum dots
结合类金刚石量子点的伽马石墨烯纳米带的热电特性
  • DOI:
    10.1088/0022-3727/49/13/135303
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Journal of Physics D-Applied Physics
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Wang Caihua;Ouyang Tao;Chen Yuanping;Zhou Benhu;Zhong Jianxin
  • 通讯作者:
    Zhong Jianxin
Seebeck effects in a graphene nanoribbon coupled to two ferromagnetic leads
与两个铁磁引线耦合的石墨烯纳米带中的塞贝克效应
  • DOI:
    10.1063/1.4868322
  • 发表时间:
    2014-03
  • 期刊:
    Journal of Applied Physics
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Benliang Zhou;Yangsu Zeng;Guanghui Zhou;Tao Ouyang
  • 通讯作者:
    Tao Ouyang

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

gamma石墨炔纳米带和纳米结的热电特性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    Journal of Applied Physics
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    欧阳滔;肖化平;谢月娥;钟建新
  • 通讯作者:
    钟建新
Thermal transport of isotopic-superlattice graphene nanoribbons with zigzag edge
锯齿形边缘同位素超晶格石墨烯纳米带的热传输
  • DOI:
    10.1209/0295-5075/88/28002
  • 发表时间:
    2009-10
  • 期刊:
    EPL
  • 影响因子:
    1.8
  • 作者:
    钟建新;欧阳滔
  • 通讯作者:
    欧阳滔
离子辐照对磷烯热导率的影响及其机制分析
  • DOI:
    10.7498/aps.71.20211857
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郑翠红;杨剑;谢国锋;周五星;欧阳滔
  • 通讯作者:
    欧阳滔
The thermoelectric performance of dumbbell silicene nanoribbons
哑铃型硅烯纳米带的热电性能
  • DOI:
    10.1080/1536383x.2017.1410476
  • 发表时间:
    2018-09
  • 期刊:
    Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈凤娇;欧阳滔;唐超;何朝宇;李金;钟建新
  • 通讯作者:
    钟建新
Thermal transport in hexagonal boron nitride nanoribbons
六方氮化硼纳米带中的热传输
  • DOI:
    10.1088/0957-4484/21/24/245701
  • 发表时间:
    2010-06
  • 期刊:
    Nanotechnology
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    欧阳滔;钟建新
  • 通讯作者:
    钟建新

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

欧阳滔的其他基金

二维TMHs磁性材料磁声耦合机理及其高热导率结构设计
  • 批准号:
    52372260
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

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]
      
关闭
close
客服二维码