基于graphene NEMS传感器的机电耦合物理机制研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61006077
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    21.0万
  • 负责人：
    徐杨
  • 依托单位：
    浙江大学
  • 学科分类：
    F0408.新型信息器件
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

石墨稀（graphene）纳机电系统如今正处于探索阶段，虽已有团队制造出石墨稀纳机电器件原型，但其测量到的实验特性尚缺乏准确理论解释，其中之一就包括独特的电学特性与机械形变的耦合关系。本项目申请团队结合以前对硅纳机电系统和graphene电学特性的研究经验积累，选定graphene纳机电传感器机电耦合问题为研究方向。本项目通过与实验相对应，拟以紧束缚（tight-binding）理论和非平衡态格林函数量子输运理论（NEGF quantum transport）相结合来解释机电耦合特性，以构建Hamiltonian为切入点，分别揭示单双层graphene的能带、电容、电阻、压阻效应、谐振品质等在电场作用下和具有不同弯曲曲率半径情形下的变化规律，从而提出并建立普适于graphene谐振式质量传感器和电阻式压力传感器的理论模型，为今后graphene纳机电器件设计与制造提供理论参考。

结项摘要

石墨烯（graphene）纳机电系统如今正处于探索阶段，虽已有团队制造出石墨稀纳机电器件原型，但其测量到的实验特性尚缺乏准确理论解释，其中之一就包括独特的电学特性与机械形变的耦合关系。本项目团队结合以前对硅纳机电系统和 graphene 电学特性的研究经验积累，选定了 graphene 纳机电传感器机电耦合问题为研究方向。本项目通过与实验相对应，以紧束缚（tight-binding）理论和非平衡态格林函数量子输运理论（NEGF quantum transport）相结合来解释机电耦合特性，以构建 Hamiltonian 为切入点，分别揭示单双层 graphene 的能带、电容、电阻、压阻效应、谐振品质等在电场作用下和具有不同弯曲曲率半径情形下的变化规律，从而提出并建立了普适于 graphene 谐振式质量传感器和电阻式压力传感器的理论模型，为今后 graphene 纳机电器件设计与制造提供了理论参考。同时，我们拓展了其他材料的机电耦合器件并通过实验实现，对于纳机电器件的研究进行了较好的铺垫。

项目成果

期刊论文数量（11）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（1）
专利数量（0）
Electronic transport anisotropy of buckling graphene under uniaxial compressive strain: Ab initio study
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  • DOI：
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  • 发表时间：
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  • 期刊：
    Applied Physics Letters
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    Xu, Yang;Gao, Haiyuan;Chen, Huabin;Yuan, You;Zhu, Kaicheng;Chen, Hongsheng;Jin, Zhonghe;Yu, Bin
  • 通讯作者：
    Yu, Bin
Quantum-squeezing effects of strained multilayer graphene NEMS.
应变多层石墨烯NEMS的量子压缩效应
  • DOI：
    10.1186/1556-276x-6-355
  • 发表时间：
    2011-04-20
  • 期刊：
    Nanoscale research letters
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Xu Y;Yan S;Jin Z;Wang Y
  • 通讯作者：
    Wang Y
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  • DOI：
    10.1038/srep02140
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    SCIENTIFIC REPORTS
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Jin, Hao;Zhou, Jian;He, Xingli;Wang, Wenbo;Guo, Hongwei;Dong, Shurong;Wang, Demiao;Xu, Yang;Geng, Junfeng;Luo, J. K.;Milne, W. I.
  • 通讯作者：
    Milne, W. I.
Quantum and thermo-mechanical noise squeezing in nanoresonators: A comparative study
纳米谐振器中的量子和热机械噪声压缩：比较研究
  • DOI：
    10.1063/1.3675548
  • 发表时间：
    2012-01
  • 期刊：
    Applied Physics Letters
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    Xu, Yang;Zhu, Kaicheng;Yan, Sheping;Jin, Zhonghe;Wang, Yuelin;Chen, Hongsheng;Luo, Jikui;Yu, Bin
  • 通讯作者：
    Yu, Bin
In-plane and tunneling pressure sensors based on graphene/hexagonal boron nitride heterostructures
基于石墨烯/六方氮化硼异质结构的面内和隧道压力传感器
  • DOI：
    10.1063/1.3643899
  • 发表时间：
    2011-09-26
  • 期刊：
    APPLIED PHYSICS LETTERS
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    Xu, Yang;Guo, Zhendong;Yu, Bin
  • 通讯作者：
    Yu, Bin

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  • 通讯作者：
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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]
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          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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