Bi2Se3基拓扑绝缘体薄膜的Si异质外延生长研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    11104010
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    30.0万
  • 负责人：
    李含冬
  • 依托单位：
    电子科技大学
  • 学科分类：
    A2011.表面界面与低维物理
  • 结题年份：
    2014
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2014-12-31

项目摘要

作为最有前途的拓扑绝缘体材料之一，层状化合物Bi2Se3一经发现就立即得到了广泛的重视。然而受制于材料质量，到目前为止，Bi2Se3的许多新奇物性尚未被观察到。本项目针对单晶Bi2Se3薄膜制备这一当前研究热点，采用多种原位与非原位实验观察手段，结合第一性原理计算，以分子束外延技术构建特定表面结构或者生长特定缓冲层以钝化活性Si表面，系统地研究Bi2Se3在Si衬底上的异质外延生长。内容包括确定Si钝化表面的原子构型与界面缓冲层结构，研究Bi2Se3在不同界面钝化工艺下进行生长的表面及界面结构演化过程；研究薄膜中应力的驰豫并探索外延缺陷产生的机理；研究Bi2Se3基本电学性质与薄膜制备工艺条件（包括改变束流比与生长温度）之间关系，确定适合Bi2Se3在Si衬底上外延生长的最佳界面工艺及生长条件。预计通过该研究能够实现在Si衬底上制备出高质量Bi2Se3单晶薄膜以供器件制作的目的。

结项摘要

本项目按照实验计划对Bi2Se3拓扑绝缘体薄膜在Si衬底上的外延生长科学进行了系统的研究，并在取得预期成果后进行了适当扩展研究。取得的研究成果主要体现在以下几方面：1.确定了Bi2Se3 单晶薄膜优化生长条件，获得了实现Bi2Se3 高质量外延生长所需的动力学参数，为确定Bi-Se化合物非平衡外延生长相图提供了依据。2.确认了Bi2Se3基层状材料的外延生长动力学特性。3.解决了Si衬底上Bi2Se3纵向畤匹配与取向控制生长问题。4.采用化合物源在钝化Si衬底表面成功生长出Bi2Se3单晶与合金薄膜并测量得到合金的价带结构。5.国际上首次直接测量得到Bi2Se3/Si(111)肖特基异质结的基本能带参数。6.研究了Bi2Se3薄膜的微细加工科学。其他成果还包括：在以分子束外延技术生长的高质量Bi2Se3/Si外延单晶薄膜上，观察到了超导体和拓扑绝缘体的相互作用现象，以及Bi2Se3本征薄膜中新颖的各向异性磁输运现象。.该项目支持下开展了一系列有效的科研合作与学术交流工作，实验工作中包括与北京大学国际量子材料中心合作开展拓扑绝缘体低温量子输运特性研究以及与中国工程物理研究院合作进行材料电子芯能级结构与价带结构研究。在本项目的支持下，积极开展了与拓扑绝缘体研究相关的多项国际学术活动，包括2次受邀在国际知名学术会议上进行学术报告。在华组织国际学术会议2次，邀请到了包括美国物理学会会士，欧美国家科学院/工程院院士在内的多位著名科学家及其团队来华进行讲学交流，极大提高了项目依托单位的学术交流层次与国际学术知名度，获取了大量前沿科技情报，建立起了国际合作关系。项目现已发表SCI论文1篇（另已投稿5篇），出版英文专著2本，申请国家发明专利6项。项目共培养博士研究生在读2人，硕士研究生在读4人。

项目成果

期刊论文数量（6）
专著数量（2）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Field emission from in situ-grown vertically aligned SnO2 nanowire arrays
原位生长的垂直排列 SnO2 纳米线阵列的场发射
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Nanoscale Research Letters
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Zhihua Zhou;Jiang Wu;H;ong Li;Zhiming Wang
  • 通讯作者：
    Zhiming Wang
Laterally aligned quantum rings: From one-dimensional chains to two-dimensional arrays
横向排列的量子环：从一维链到二维数组
  • DOI：
    10.1063/1.4719519
  • 发表时间：
    2012-05-14
  • 期刊：
    APPLIED PHYSICS LETTERS
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    Wu，Jiang;Wang，Zhiming M.;Salamo，Gregory J.
  • 通讯作者：
    Salamo，Gregory J.
Strain-free ring-shaped nanostructures by droplet epitaxy for photovoltaic application
用于光伏应用的液滴外延无应变环形纳米结构
  • DOI：
    10.1063/1.4738996
  • 发表时间：
    2012-07
  • 期刊：
    Applied Physics Letters
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    Jiang Wu;Zhiming M. Wang;Kyl;Holmes;Euclydes Marega, Jr.;Zhihua Zhou;H;ong Li;Yuriy I. Mazur;Gregory J. Salamo
  • 通讯作者：
    Gregory J. Salamo
Anomalous anisotropic magnetoresistance in topological insulator films
拓扑绝缘体薄膜中的反常各向异性磁阻
  • DOI：
    10.1007/s12274-012-0260-z
  • 发表时间：
    2012-10-01
  • 期刊：
    NANO RESEARCH
  • 影响因子：
    9.9
  • 作者：
    Wang, Jian;Li, Handong;Chan, Moses H. W.
  • 通讯作者：
    Chan, Moses H. W.

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  • 发表时间：
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  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李含冬;朱世富;赵北君;蔡力;高德友;李奇峰等
  • 通讯作者：
    李奇峰等

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

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          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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