二维稀土材料的可控制备及应用探索

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21905210
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0502.无机功能材料化学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Two-dimensional (2D) materials are a class of materials with atomic thickness. Due to the quantum confinement effect, they show unique properties compared with the traditional bulk materials. Rare earth elements with unique 4f electronic configuration own excellent optical, electrical and magnetic properties and can be the key materials for various fields, such as lighting, displaying, magnetic devices and detection. However, until now, the controlled fabrication of high-quality 2D rare earth materials has been rarely reported. This project intends to focus on this important class of materials, i. e. rare earth materials, and aims to achieve the controllable fabrication of their high-quality 2D materials, which will expand and enrich the 2D material family. The new properties of rare earth materials in the 2D limit will also be revealed. Liquid metal chemical vapor deposition (CVD) strategy will be employed for the controllable fabrication of high-quality 2D rare earth materials with adjustable layer number. The liquid metal owns ultra-smooth surface, excellent diffusibility and fluidity and its bulk with vacancies can embed heterogeneous atoms, which will facilitate the precise control of the segregation, reaction, nucleation, growth and other elementary steps in the CVD process. Based on the obtained 2D rare earth materials, their luminescence, electrical transport and magnetic properties can be fully explored, which will lighten the related applications. The project will lay a foundation for exploring the properties of 2D rare earth materials and their future applications in lighting, displaying, detection, field effect transistors and magnetic devices.
二维材料是一类具有原子级厚度的材料,由于量子限域效应,其较之传统块体材料会表现出独特的性质。稀土元素因为特殊的4f电子构型具有优异的光、电、磁学性质,是照明、显示、磁学器件和检测等领域的关键材料。然而,迄今为止,高质量的二维稀土材料的可控制备仍鲜有人报道。本项目拟聚焦稀土材料这一类重要材料,提出高质量二维稀土材料的可控制备方法,研究其在二维限域下的新性质,拓展和丰富二维材料家族。本项目拟采用液态金属化学气相沉积法(CVD)策略,利用液态金属体相有包埋异质原子的空位、表面超平滑、扩散性优异和可流动的特点,控制CVD过程中的析出、反应、成核和生长等基元步骤,制备层数可控的高质量二维稀土材料。基于所获得的二维稀土材料,探究其发光、电学输运和磁学等各项性质,实现在各种新型器件中的应用初探。该项目的开展将为二维稀土材料的性质探究和未来在照明、显示、检测、场效应晶体管和磁学器件等领域的应用奠定基础。

结项摘要

二维材料是一类具有原子级厚度的材料,由于量子限域效应,其较之传统块体材料会表现出独特的性质。稀土元素因为特殊的4f电子构型具有优异的光、电、磁学性质,是照明、显示、磁学器件和检测等领域的关键材料。然而,迄今为止,高质量的二维稀土材料的可控制备仍鲜有人报道。本项目聚焦稀土材料这一类重要材料,提出高质量二维稀土材料的可控制备方法,研究其在二维限域下的新性质,拓展和丰富二维材料家族,取得了一系列创新性成果。基于液态金属化学气相沉积方法,通过构筑“软硬酸碱”对,实现了具有特定晶面的稀土氧化物高质量二维单晶的普适性生长,并探索了其磁学性质;发展了一种基于稀土元素的双原子对策略,利用Ce-Pt,Pt-S之间的相互作用,获得了具有灵活可调层间距的稀土基二维材料“弹簧”,调控了其层数—性质依赖关系;设计合成了具有宽带隙、高稳定性和易于取代位点的二维无机框架材料(Ca5(PO4)3OH),通过引入比例可调的自转换稀土离子发光中心(Eu2+和Eu3+),成功实现了从绿色到橙色的多色发光。

项目成果

期刊论文数量(24)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Ultraconformal Horizontal Zinc Deposition toward Dendrite‐Free Anode
朝向枝晶的超保形水平锌沉积 — 自由阳极
  • DOI:
    10.1002/sstr.202200194
  • 发表时间:
    2022-10
  • 期刊:
    Small Structures
  • 影响因子:
    15.9
  • 作者:
    Juan Zou;Ziyue Zeng;Chenyang Wang;Xiaohui Zhu;Jiaqian Zhang;Haihui Lan;Linyang Li;Yantao Yu;Huiliu Wang;Xiaolong Zhu;Yile Zhang;Mengqi Zeng;Lei Fu
  • 通讯作者:
    Lei Fu
Bidirectional and reversible tuning of the interlayer spacing of two-dimensional materials.
二维材料层间距的双向可逆调控
  • DOI:
    10.1038/s41467-021-26139-5
  • 发表时间:
    2021-10-07
  • 期刊:
    Nature communications
  • 影响因子:
    16.6
  • 作者:
    Ding Y;Zeng M;Zheng Q;Zhang J;Xu D;Chen W;Wang C;Chen S;Xie Y;Ding Y;Zheng S;Zhao J;Gao P;Fu L
  • 通讯作者:
    Fu L
In Situ Investigation of the Motion Behavior of Graphene on Liquid Copper.
石墨烯在液态铜上运动行为的原位研究
  • DOI:
    10.1002/advs.202100334
  • 发表时间:
    2021-09
  • 期刊:
    Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Wang L;Ding Y;Wang X;Lai R;Zeng M;Fu L
  • 通讯作者:
    Fu L
Bandgap tuning of two-dimensional materials by sphere diameter engineering
通过球体直径工程调节二维材料的带隙
  • DOI:
    10.1038/s41563-020-0622-y
  • 发表时间:
    2020-02-24
  • 期刊:
    NATURE MATERIALS
  • 影响因子:
    41.2
  • 作者:
    Zeng, Mengqi;Liu, Jinxin;Fu, Lei
  • 通讯作者:
    Fu, Lei
Self-Modulation-Guided Growth of 2D Tellurides with Ultralow Thermal Conductivity
自调制——超低导热率二维碲化物的引导生长
  • DOI:
    10.1002/smll.202204595
  • 发表时间:
    2022-09-11
  • 期刊:
    SMALL
  • 影响因子:
    13.3
  • 作者:
    Lan, Haihui;Wang, Luyang;Fu, Lei
  • 通讯作者:
    Fu, Lei

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其他文献

石墨烯单晶的可控生长
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    科学通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    韩江丽;曾梦琪;张涛;付磊
  • 通讯作者:
    付磊

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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