高迁移率Cd3As2薄膜在III-V族半导体上的分子束外延生长及其磁性掺杂

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11704374
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    30.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2007.磁学及自旋电子学
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

High electron-mobility materials are the key ingredients of high-speed electronic devices, and its magnetic doping would provide an ideal material playground for the investigation of spintronics. Theoretical and experimental works indicate that Cd3As2 is a topological Dirac semimetal featuring ultra-high carrier mobility, and Cd3As2 is also an ideal material for the study of many novel physical phenomena. For the above reasons, this project aims at the molecular-beam epitaxy (MBE) and magnetic doping of high mobility Cd3As2 films on III-V semiconductors. The MBE growth conditions would be optimized first, followed by its controllable carrier doping. Then magnetic doping will be carried out by low-temperature MBE technique, while co-doping of magnetic transition-metal (TM) and non-magnetic elements be explored subsequently to investigate the possibility of independent manipulation of carrier and spin. Comprehensive characterizations of the carrier density, mobility, magnetoresistance and magnetic behaviors for Cd3As2 and (Cd,TM)3As2 would be performed, in order to establish the relationship between these critical parameters. It is expected that this project would lay a physical and technological foundations for the further research of Cd3As2/III-V semiconductors-based high-speed electronic devices and semiconductor spintronics.
利用高电子迁移率材料可以构建快速响应的电子器件,而对其进行磁性掺杂则为研制自旋电子器件提供了材料基础。理论和实验表明Cd3As2是拓扑Dirac半金属,具有很高的载流子迁移率,且是研究许多新奇物理现象的理想宿主材料。基于此,本项目计划利用分子束外延技术在III-V族半导体上制备高迁移率的Cd3As2薄膜并研究其载流子掺杂,建立生长条件与其晶体结构、载流子类型和迁移率的关系;利用非平衡的低温分子束外延技术制备过渡族元素(TM)掺杂的Cd3As2薄膜并系统研究其磁电性质,掌握磁性元素对Cd3As2物性的影响;通过磁性元素和非磁性元素的共掺杂,研究(Cd,TM)3As2薄膜磁性与载流子类型和浓度的关系,初步探索在(Cd,TM)3As2中实现载流子和自旋独立调控的可能性。本项目期望为深入研究Cd3As2/III-V族半导体基高速电子器件和半导体自旋电子学提供前期物理和材料技术基础。

结项摘要

利用高电子迁移率材料可以构建快速响应的电子器件,而对其进行磁性掺杂则为实现自旋电子器件提供了材料基础。理论和实验表明Cd3As2是拓扑Dirac半金属,具有很高的载流子迁移率,且是研究许多新奇物理现象的理想宿主材料。本项目在2018-2020年三年执行期间,按照基金委重点项目计划书,开展了Cd3As2薄膜分子束外延生长研究,建立了材料生长条件与其晶体结构、载流子类型和迁移率的关系;利用非平衡的低温分子束外延技术制备过渡族元素(TM)掺杂的Cd3As2薄膜并系统研究其磁电性质,掌握了磁性元素对Cd3As2物性的影响;基于场效应晶体管结构,实现了对(Cd,Mn)3As2薄膜量子输运性质的有效电场调控。.项目执行期间共发表相关文章5篇,申请专利1项。项目相关国际会议邀请报告4次,国内会议邀请报告3次。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Giant modulation of magnetism in (Ga,Mn)As ultrathin films via electric field
通过电场对 (Ga,Mn)As 超薄膜中的磁性进行巨调制
  • DOI:
    10.1088/1674-4926/40/9/092501
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Journal of Semiconductors
  • 影响因子:
    5.1
  • 作者:
    Hailong Wang;Jialin Ma;Jianhua Zhao
  • 通讯作者:
    Jianhua Zhao
Mn doping effects on the gate-tunable transport properties of Cd3As2 films epitaxied on GaAs
Mn掺杂对GaAs外延Cd3As2薄膜栅极可调输运特性的影响
  • DOI:
    10.1088/1674-4926/41/7/072903
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Semiconductors
  • 影响因子:
    5.1
  • 作者:
    Hailong Wang;Jialin Ma;Qiqi Wei;Jianhua Zhao
  • 通讯作者:
    Jianhua Zhao
Magneto-transport properties of the off-stoichiometric Co2MnAl film epitaxially grown on GaAs (001)
GaAs (001) 上外延生长的非化学计量 Co2MnAl 薄膜的磁输运特性
  • DOI:
    10.1088/1674-4926/40/5/052501
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Journal of Semiconductors
  • 影响因子:
    5.1
  • 作者:
    Zhifeng Yu;Hailong Wang;Jialin Ma;Shucheng Tong;Jianhua Zhao
  • 通讯作者:
    Jianhua Zhao

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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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