碳纳米管表面等离激元的扫描近场光学研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11774224
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    71.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2002.凝聚态物质力热光电性质
  • 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 diffraction limit, the size of modern photonic devices is much larger than that of electronic devices. Surface plasmons, collective oscillations of conduction electrons, hold great promise for the nanoscale integration of photonic devices. However, nanophotonic circuits based on plasmons have been significantly hampered by the difficulty in achieving broadband plasmonic waveguides that simultaneously exhibit strong spatial confinement, a high quality factor and low dispersion. Recently, a Luttinger liquid of one-dimensional Dirac electrons in carbon nanotubes was found to support quantum plasmons that exhibit extraordinary spatial confinement and high quality factor. Such plasmons in carbon nanotubes could enable novel low-loss plasmonic circuits for the subwavelength manipulation of light. The research of carbon nanotube plasmons is just beginning, and there are many basic issues need to be solved, such as how the plasmon properties depend on the chirality of carbon nanotubes, and how the plasmons in carbon nanotubes couple with the surrounding dielectric and other polaritons. We plan to systematically investigate the properties of plasmons in carbon nanotubes, to find ways to further improve the quality of nanotube plasmons, and to fabricate prototype nanoscale plasmonic devices.
受光学衍射极限的制约,现代光子器件的尺寸远大于电子器件。表面等离激元能够将光局限在纳米尺度空间中,是未来实现集成小型化光子器件的有效途径之一。该领域一个最具挑战性的课题是如何获得空间限域效应强同时损耗低的表面等离激元系统。最近,申请人在国际上首次实现碳纳米管表面等离激元的实验观测,发现碳管表面等离激元的波长仅为激发光波长的百分之一,质量因子较高并且无色散,是制备纳米光子器件的理想材料。为了真正将碳管表面等离激元应用于未来小型化光子芯片,需要全面掌握其基本性质及演化传播规律。针对碳管表面等离激元的研究才刚刚开始,碳纳米管表面等离激元的诸多性质,包括不同手性碳管表面等离激元的区别、碳管表面等离激元与外部环境的耦合等都还不清楚。本项目拟对碳纳米管表面等离激元开展系统深入地研究,探索获得具有更短波长、更小损耗、更高质量因子的碳管表面等离激元的新途径,并尝试制备基于碳管表面等离激元的原型光子器件。

结项摘要

表面等离激元能够将光局限在纳米尺度空间中,是未来实现集成小型化光子器件的有效途径之一。该领域一个最具挑战性的课题是如何获得空间限域效应强同时损耗低的表面等离激元系统。近期研究表明碳管表面等离激元的波长仅为激发光波长的百分之一,质量因子较高并且无色散,是制备纳米光子器件的理想材料。运用扫描近场光学显微技术,项目成员在项目执行期间对碳纳米管表面等离激元开展了系统深入的研究,为未来小型化纳米光子器件的制备奠定了实验基础。.在该项目的支持下,项目成员发表了17篇科研论文,申请了2项中国发明专利。此外,项目负责人史志文在项目执行期间入选上海市千人计划及上海市曙光学者计划。

项目成果

期刊论文数量(17)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Scaling and Reflection Behaviors of Polaritons in Low-Dimensional Materials
低维材料中极化子的缩放和反射行为
  • DOI:
    10.1002/adom.201900923
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Advanced Optical Materials
  • 影响因子:
    9
  • 作者:
    Shen Peiyue;Luo Xingdong;Lyu Bosai;Deng Aolin;Hu Cheng;Chen Jiajun;Shi Zhiwen
  • 通讯作者:
    Shi Zhiwen
In‑situ twistable bilayer graphene
原位可扭转双层石墨烯
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Scientific Reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Zhiwen Shi
  • 通讯作者:
    Zhiwen Shi
Aggregation-Induced Multilength Scaled Morphology Enabling 11.76% Efficiency in All-Polymer Solar Cells Using Printing Fabrication
聚集诱导%20Multilength%20Scaled%20Morphology%20Enabling%2011.76%%20Efficiency%20in%20All-Polymer%20Solar%20Cells%20Using%20Printing%20Fabrication
  • DOI:
    10.1002/adma.201902899
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Advanced Materials
  • 影响因子:
    29.4
  • 作者:
    Zhu Lei;Zhong Wenkai;Qiu Chaoqun;Lyu Bosai;Zhou Zichun;Zhang Ming;Song Jingnan;Xu Jinqiu;Wang Jing;Ali Jazib;Feng Wei;Shi Zhiwen;Gu Xiaodan;Ying Lei;Zhang Yongming;Liu Feng
  • 通讯作者:
    Liu Feng
Reflection phase shift of one-dimensional plasmon polaritons in carbon nanotubes
碳纳米管中一维等离子体激元的反射相移
  • DOI:
    10.1103/physrevb.101.041407
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    PHYSICAL REVIEW B
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Luo Xingdong;Hu Cheng;Lyu Bosai;Yang Liu;Zhou Xianliang;Deng Aolin;Kang Ji-Hun;Shi Zhiwen
  • 通讯作者:
    Shi Zhiwen
Signatures of tunable superconductivity in a trilayer graphene moire superlattice
三层石墨烯莫尔超晶格中可调谐超导的特征
  • DOI:
    10.1038/s41586-019-1393-y
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Nature
  • 影响因子:
    64.8
  • 作者:
    Chen Guorui;Sharpe Aaron L.;Gallagher Patrick;Rosen Ilan T.;Fox Eli J.;Jiang Lili;Lyu Bosai;Li Hongyuan;Watanabe Kenji;Taniguchi Takashi;Jung Jeil;Shi Zhiwen;Goldhaber-Gordon David;Zhang Yuanbo;Wang Feng
  • 通讯作者:
    Wang Feng

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其他文献

Near-field optical characterization of atomic structures and polaritons in twisted two-dimensional materials
扭曲二维材料中原子结构和极化子的近场光学表征
  • DOI:
    10.7498/aps.72.20222145
  • 发表时间:
    2024-09-14
  • 期刊:
    Acta Physica Sinica
  • 影响因子:
    1
  • 作者:
    徐琨淇;胡成;沈沛约;马赛群;周先亮;梁齐;史志文
  • 通讯作者:
    史志文

其他文献

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史志文的其他基金

二维材料中局域应变及其相关效应的近场纳米光学研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    63 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于石墨烯/氮化硼超晶格的太赫兹光源器件研究
  • 批准号:
    11574204
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    73.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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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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