粒子等离子共振对有机半导体异质结结构中激发态粒子和电荷的产生及传输特性作用机理研究

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基本信息

  • 批准号：
    11074018
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    50.0万
  • 负责人：
    张新平
  • 依托单位：
    北京工业大学
  • 学科分类：
    A2206.微纳光学与光子学
  • 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

本项目依据自主开发的大面积金属纳米结构的先进制备技术和在有机半导体光物理学研究方面的重要进展，研究粒子等离子共振对有机半导体异质结结构中多种激发态粒子和电荷的产生及传输特性的调控作用，旨在实现基于金属纳米电极结构和有机体相异质结结构新型光伏器件的研制，为高效有机太阳能电池实用技术开发提供重要的物理学指导。.本项目突出的特色在于解析粒子等离子共振局域场效应对激子、激发复合体、电荷的不同作用机制，并将其与光散射效应、异质结结构相分离和表面形貌调制作用等多重效应区分开来，获得各光物理过程的鉴辨表征，解决粒子等离子共振应用研究中亟待解决的系列科学问题。采用瞬态光谱学、瞬态光伏特性、稳态PIA、近场光学等相结合的研究方法，特别是利用瞬态响应的各向异性特征，在不同时间段分别确定不同激发态粒子与粒子等离子共振局域场相互作用和不同作用过程的准确物理图像，体现了本项目的特色研究方法及其实施的现实可行性。

结项摘要

本项目自主研制了大面积周期性和非周期性金属纳米结构，实现了等离子激元纳米光子结构在有机光伏器件中的应用，揭示了等离子激元与有机半导体中激发态粒子和电荷相互作用的物理学机制。研究了粒子等离子共振对有机半导体异质结结构中多种激发态粒子和电荷的产生及传输特性的调控作用，实现了基于金属纳米电极结构和有机体相异质结结构新型光伏器件的研制，为高效有机太阳能电池实用技术开发提供了重要的物理学指导。. 本项目突出的特色在于解析了粒子等离子共振局域场效应对激子、激发复合体、电荷的不同作用机制，并将其与光散射效应、异质结结构相分离和表面形貌调制作用等多重效应区分开来，获得了各光物理过程的鉴辨表征，解决了粒子等离子共振应用研究中亟待解决的系列科学问题。采用瞬态光谱学、瞬态光伏特性、稳态PIA、近场光学等相结合的研究方法，特别是利用瞬态响应的各向异性特征，在不同时间段分别确定了不同激发态粒子与粒子等离子共振局域场相互作用和不同作用过程。研究了随机分布金属纳米结构对高分子混合物体相异质结中激发复合体荧光发射受等离子激元作用的动态过程。发现了等离子激元对激发复合体荧光发射的局域化和微腔反馈机制，实现了对激子、激发复合体的受激辐射增强机制。对于分子异质结的激光发射机制研究提供了重要方法，特别对于将等离子激元反馈机制引入电致激光发射研究具有重要意义。. 本项目发表本项目资助的学术论文33篇，其中SCI收录26篇，其中影响因子3.0以上8篇，影响因子10.0以上3篇。申请发明专利8项，获授权发明专利3项。获得教育部高等学校科学研究优秀成果奖自然科学2等奖1项，培养北京市优秀博士学位论文1篇。

项目成果

期刊论文数量（33）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Direct Writing of Polymer Lasers Using Interference Ablation
使用干涉烧蚀直接写入聚合物激光器
  • DOI：
    10.1002/adma.201100250
  • 发表时间：
    2011-04-26
  • 期刊：
    ADVANCED MATERIALS
  • 影响因子：
    29.4
  • 作者：
    Zhai, Tianrui;Zhang, Xinping;Dou, Fei
  • 通讯作者：
    Dou, Fei
Bragg-Angle Diffraction in Slant Gratings Fabricated by Single-Beam Interference Lithography
单光束干涉光刻制造的倾斜光栅中的布拉格角衍射
  • DOI：
    10.4236/opj.2012.21003
  • 发表时间：
    2012-03
  • 期刊：
    Optics and Photonics Journal
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Zhang, Xinping;Feng, Shengfei;Zhai, Tianrui
  • 通讯作者：
    Zhai, Tianrui
Charge Transfer Channels in Formation of Exciplex in Polymer Blends
聚合物共混物中激基复合物形成中的电荷转移通道
  • DOI：
    10.1088/0256-307x/28/9/097802
  • 发表时间：
    2011-09-01
  • 期刊：
    CHINESE PHYSICS LETTERS
  • 影响因子：
    3.5
  • 作者：
    Dou Fei;Zhang Xin-Ping
  • 通讯作者：
    Zhang Xin-Ping
Waveguide Fabry-Perot microcavity arrays
波导法布里-珀罗微腔阵列
  • DOI：
    10.1063/1.3616148
  • 发表时间：
    2011-08-01
  • 期刊：
    APPLIED PHYSICS LETTERS
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    Feng, Shengfei;Zhang, Xinping;Klar, Peter J.
  • 通讯作者：
    Klar, Peter J.
Random Laser Based on Waveguided Plasmonic Gain Channels
基于波导等离子体增益通道的随机激光器
  • DOI：
    10.1021/nl2023096
  • 发表时间：
    2011-10-01
  • 期刊：
    NANO LETTERS
  • 影响因子：
    10.8
  • 作者：
    Zhai, Tianrui;Zhang, Xinping;Wang, Li
  • 通讯作者：
    Wang, Li

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其他文献

Effects of extrusion ratio on the ratcheting behavior of extruded AZ31B magnesium alloy under asymmetrical uniaxial cyclic loading
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    2011-01
  • 期刊：
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  • 影响因子：
    6.4
  • 作者：
    张新平
  • 通讯作者：
    张新平
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    --
  • 作者：
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  • 通讯作者：
    朱小平
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  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
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  • 通讯作者：
    张新平
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  • DOI：
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  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
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  • 通讯作者：
    张新平
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  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    菅佳玲;曹琳;魏夕桥;郭金鑫;王大勇;张新平
  • 通讯作者：
    张新平

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

        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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