磷烯的力场参数拟合及声子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:
    11504122
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 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:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Since the first exfoliation of monolayer graphene, two dimensional materials have been becoming an attractive topic due to their unique structures and fascinating physical and chemical properties. Another emergent 2D material, phosphorene, has attracted enormous attention, which overcomes the weakness of graphene and MoS2. Understanding of phonon transport properties of phosphorene is vital for its application in nano-electronics, phononic devices, and thermoelectrics. However, the lack of accurate interatomic empirical potential/force field has greatly limited the studies on their thermal transport properties. In this proposal, we will try to parameterize a CLASS2 force filed for phosphorene. And then, the thermal conductivities of few layer phosphorenes will be explored as well as one dimensional phosphorene nanoribbons. The emphasis will be placed on understanding the mechanism of phonon scattering due to interlayer van der Waals interaction, quantum confinement effect, edge roughness, and defects, from which the efficient methods to tune the thermal conductivity of phosphorene can be obtained. This project is helpful for expanding the applications of phosphorene.
因其独特的结构和物性、丰富的科学内涵及广阔的应用前景,二维材料已经成为近年来科学研究的焦点。新近发现的二维单层磷烯克服了石墨烯零带隙的缺陷以及二硫化钼载流子迁移率相对较低的缺点,成为当前的明星材料。磷烯作为半导体材料,研究声子输运性质对于探索其在电子学和声子学器件、热电方面的应用起着重要的作用。然而目前能够精确描述磷原子间相互作用的经验势仍然较欠缺,这极大地限制了磷烯声子输运性质的研究。本申请拟采用CLASS2力场来精确描述磷原子间作用势,进而研究二维单/多层磷烯以及一维磷烯纳米带的热输运性质,探索调控热导率的方法,理解声子散射机理,揭示层间范德华力、量子限域效应、边界粗糙程度和空位缺陷等因素对于声子自由程的影响。这些理论研究有助于拓宽磷烯的应用范围,并为实验方面探索磷烯的实际应用提供有价值的理论指导和依据。

结项摘要

因其独特的结构和物性、丰富的科学内涵及广阔的应用前景,二维材料已经成为近年来国际前沿科学研究的焦点。新近发现的二维单层磷烯克服了石墨烯零带隙的缺陷以及二硫化钼载流子迁移率较低的缺点,成为当前的明星材料。作为半导体材料,声子输运性质对于磷烯在电子学和声子学器件、热电方面的应用起着重要的作用。本项目采用CLASS2力场来精确描述磷原子间作用势,通过遗传算法结合Simplex算法参数化了黑磷烯和蓝磷烯的力场模型,得到的参数能够非常好地描述磷烯的晶格振动性质和力学性质。我们还利用非平衡分子动力学方法研究了二维单层磷烯以及一维磷烯纳米带的热输运性质,探索调控热导率方法,比如量子限域效应和边界粗糙层度对于热导率的削弱作用,并分析了背后的机理。边界粗糙化不仅极大地制约了磷烯的传热能力,而且抑制了热导率随着样品长度发散的反常特性,这意味着边界粗糙化对于长波声子也能起到非常显著的散射作用。这些理论研究将有助于拓宽磷烯的应用范围,并为实验方面探索磷烯的实际应用提供理论指导和依据。

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Blue Phosphorene Oxide: Strain-Tunable Quantum Phase Transitions and Novel 2D Emergent Fermions
蓝色氧化磷:应变可调的量子相变和新颖的二维涌现费米子
  • DOI:
    10.1021/acs.nanolett.6b03208
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Nano Letters
  • 影响因子:
    10.8
  • 作者:
    Zhu Liyan;Wang Shan-Shan;Guan Shan;Liu Ying;Zhang Tingting;Chen Guibin;Yang Shengyuan A.
  • 通讯作者:
    Yang Shengyuan A.
Huge Rashba-type spin–orbit coupling in binary hexagonal PX nanosheets (X = As, Sb, and Bi)
二元六角 PX 纳米片中的巨大 Rashba 型自旋轨道耦合(X = As、Sb 和 Bi)
  • DOI:
    10.1039/c8cp05426f
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Phys. Chem. Chem. Phys
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhu Liyan;Zhang Tingting;Chen Guibin;Chen Huabao
  • 通讯作者:
    Chen Huabao
Tunable electronic properties and carrier mobility in binary pnictogen nanosheets, PX (X=As, Sb, and Bi)
二元磷元素纳米片 PX(X=As、Sb 和 Bi)中可调节的电子特性和载流子迁移率
  • DOI:
    10.1007/s11051-018-4344-x
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    J Nanopart Res
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Zhu Liyan;Zhang Tingting
  • 通讯作者:
    Zhang Tingting
Suppressed thermal conductivity of ultrathin carbon nanotube(2,1) upon hydrogenation
超薄碳纳米管(2,1)氢化后热导率的抑制
  • DOI:
    10.1063/1.4931412
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Journal of Chemical Physics
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Zhang Tingting;Zhu Liyan;Chen Guibin
  • 通讯作者:
    Chen Guibin
The Great Reduction of a Carbon Nanotube’s Mechanical Performance by a Few Topological Defects
一些拓扑缺陷导致碳纳米管的机械性能大幅降低
  • DOI:
    10.1021/acsnano.6b03231
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    ACS Nano
  • 影响因子:
    17.1
  • 作者:
    Zhu Liyan;Wang Jinlan;Ding Feng
  • 通讯作者:
    Ding Feng

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

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

朱立砚的其他基金

moire超晶格诱导准二维幻数团簇生长机理的理论研究
  • 批准号:
    12274165
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    49 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