基于MoS2/CrI3磁性二维材料异质结界面电子自旋调控及输运特性研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51872039
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0207.无机非金属半导体与信息功能材料
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Magnetic semiconductor 2D material heterostructures highlight great potential in spintronics and valleytronics. However, the mechanism of electron spin interaction at the interface of 2D layered materials are still unclear. In the project, we propose a novel heterostructure geometry comprising atomically thin two-dimensional materials (MoS2, WSe2, graphene) and magnetic 2D semicondutors (CrI3, CrBr3). Herein, we are going to focus on investigating the manipulation and interaction of electron spin between MoS2, WSe2, graphene and CrI3, CrBr3; deeply understanding the relation between gate and bias voltage, external magnetic field and circularly polarized exciting light on the the magneto-optic Kerr effect, the valley polarization, the valley Hall effect, the anomalous Hall effect, and the magneto-resistance; investigating the mechanism of spin injection, transport and manipulation; achieving spintronic devices of Graphene/CrI3、MoS2/CrI3 and improving the development of 2D materials spintronics toward practical applications.
针对未来磁性二维材料及异质结应用于自旋电子学器件的发展前沿,解决磁性二维材料异质结界面电子自旋调控机制不清楚的难题,本项目提出基于石墨烯、单层TMDs (MoS2、WSe2)、磁性二维材料(CrI3、CrBr3)构建磁性二维材料异质结;在面外(内)电场、磁场和圆偏振光的协同作用下,重点开展石墨烯、MoS2、WSe2与CrI3、CrBr3之间电子自旋相互作用的物理机制等核心科学问题的研究;探索栅压(面外电场)、偏压(面内电场)、磁场、圆偏振光与磁光克尔效应、谷极化度、谷自旋霍尔效应、反常霍尔效应、磁阻效应等自旋电子动力学行为之间的内在联系;揭示磁性二维异质结自旋注入、输运和操控的物理机制,研发Graphene/CrI3、MoS2/CrI3等磁性二维材料异质结自旋电子学器件,推动二维材料自旋电子学器件向实用化方向迈进。

结项摘要

在本项目的支持下,发现了全新的非互易强磁光散射效应,正负磁场的磁光旋角高达+60o和-20o,比克尔效应2个数量级,突破了磁光效应“弱”的关键科学难题;揭示了CrI3层间反铁磁耦合行为,阐明了WSe2/CrI3、graphene/CrI3异质结中的磁近邻效应,其导致了增强的谷极化效应和塞曼劈裂效应以及磁阻效应;发明了磁性二维材料多波长磁光编码技术;揭示了能谷自旋退极化机制,发展了新型磁性Fe原子掺杂二维材料MoS2,室温能谷自旋劈裂提高了4倍,实现了室温能谷操控,突破了磁光效应室温调控“难”的关键科学难题。上述研究成果发表在Sci. Adv.、Nano Lett.、ACS Nano等期刊。

项目成果

期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
Observation of intrinsic crystal phase in bare few-layer CrI3
裸露少层 CrI3 中本征晶相的观察
  • DOI:
    10.1515/nanoph-2022-0246
  • 发表时间:
    2022-04
  • 期刊:
    Nanophotonics
  • 影响因子:
    7.5
  • 作者:
    Zhen Liu;Yongzheng Guo;Zhiyong Chen;Tao Gong;Yue Li;Yuting Niu;Yingchun Cheng;Haipeng Lu;Longjiang Deng;Bo Peng
  • 通讯作者:
    Bo Peng
Layer dependence of stacking order in nonencapsulated few-layer CrI3
非封装少层 CrI3 中堆叠顺序的层依赖性
  • DOI:
    10.1007/s40843-019-1214-y
  • 发表时间:
    2019-11-14
  • 期刊:
    SCIENCE CHINA-MATERIALS
  • 影响因子:
    8.1
  • 作者:
    Guo, Kai;Deng, Bowen;Peng, Bo
  • 通讯作者:
    Peng, Bo
Observation of nonreciprocal magnetophonon effect in nonencapsulated few-layered CrI(3).
非封装少层 CrI3 中不可逆磁声子效应的观察
  • DOI:
    10.1126/sciadv.abc7628
  • 发表时间:
    2020-10
  • 期刊:
    Science advances
  • 影响因子:
    13.6
  • 作者:
    Liu Z;Guo K;Hu G;Shi Z;Li Y;Zhang L;Chen H;Zhang L;Zhou P;Lu H;Lin ML;Liu S;Cheng Y;Liu XL;Xie J;Bi L;Tan PH;Deng L;Qiu CW;Peng B
  • 通讯作者:
    Peng B
Inhomogeneous strain and doping of transferred CVD-grown graphene
转移 CVD 生长石墨烯的不均匀应变和掺杂
  • DOI:
    10.1007/s12598-021-01912-z
  • 发表时间:
    2022-02
  • 期刊:
    Rare Metals
  • 影响因子:
    8.8
  • 作者:
    Yu-Ting Niu;Fang-Zhu Qing;Xue-Song Li;Bo Peng
  • 通讯作者:
    Bo Peng
Multiwavelength magnetic coding of helical luminescence in ferromagnetic 2D layered CrI(3).
铁磁二维层状 CrI3 中螺旋发光的多波长磁编码
  • DOI:
    10.1016/j.isci.2021.103623
  • 发表时间:
    2022-01-21
  • 期刊:
    iScience
  • 影响因子:
    5.8
  • 作者:
    Peng B;Chen Z;Li Y;Liu Z;Liang D;Deng L
  • 通讯作者:
    Deng L

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其他文献

纳米管TUC_4C_8(S)和纳米环TC_4C_8(S)的拓扑指数
  • DOI:
    10.13718/j.cnki.xsxb.2018.12.017
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    彭波;高炜
  • 通讯作者:
    高炜
豫南引进主栽粳稻稻米品质的检测与分析
  • DOI:
    10.16213/j.cnki.scjas.2020.7.001
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    西南农业学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    彭波;郭莹;张凯璇;彭娟;宋晓华;何璐璐;田夏雨;郑梦阳;谷雨;刘子月;孙艳芳;庞瑞华;李金涛;汪全秀;周伟
  • 通讯作者:
    周伟
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第一性原理梯度近似 + U 方法计算 Zn 1- x Mg
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    吴孔平;齐剑;彭波;汤琨;叶建东;朱顺明;顾书林
  • 通讯作者:
    顾书林
蛋白质组学筛选沙眼衣原体感染依赖性免疫优势抗原
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陆春雪;彭波;陈超群;孙豫辉;栾秀丽;伍海英;孙珍洁;彭昕珂;吴移谋
  • 通讯作者:
    吴移谋
金属化膜电容器自愈理论及规律研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
    电工技术学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李化;章妙;林福昌;陈耀红;吕霏;李智威;彭波
  • 通讯作者:
    彭波

其他文献

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基于磁场诱导周期性人工电磁结构材料自组装生长及光控特性研究
  • 批准号:
    51602040
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

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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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