近表面掺杂SnO2外延薄膜的磁性修饰及其对石墨烯的自旋注入研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    11704282
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    21.0万
  • 负责人：
    周宝增
  • 依托单位：
    天津理工大学
  • 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

Spintronic materials and devices are striking subjects and have aroused considerable interest in both academic and industrial community in the past years, which have not only scientific significances but also wide application prospects. In this proposal, the magnetic behavior of near-surface doped epitaxial SnO2 films and its efficiency of spin-injections of graphene will be investigated. In the preresearch of this proposal, room-temperature ferromagnetism has been observed in epitaxial SnO2 films. The method of near-surface doping will improve the concentration of the substituted defects and reduce the interaction distance between local magnetic moments, thus, further enhance the long-range ferromagnetic exchange and spin polarization of the system; Using epitaxial SnO2 film as a tunnel barrier, it can be good candidate of spin-injections materials into graphene by doping with magnetism, which have well lattice and resistance compatibility. It will transport the spin-polarized currents into graphene efficiently; At last, we take these near-surface-doped epitaxial SnO2 films as the basic spin-injection materials to design graphene-based spin diode or field-effect transistor, realizing spin injection, transportation and detection in future devices.
自旋电子材料及其相关器件是近年来的研究热点，受到学术界和工业界广泛关注，该研究不仅具有重要的科学意义而且蕴含着广泛的应用前景。本项目提出研究近表面掺杂SnO2外延薄膜的磁性及其对石墨烯的自旋注入效率。前期工作已在体掺杂的SnO2外延薄膜中观察到室温铁磁性，本研究中通过近表面掺杂的方法提高替位缺陷的浓度并降低所诱发局域磁矩的相互作用距离，从而进一步增强该体系的长程铁磁交换作用及自旋极化率；直接选取SnO2外延薄膜作为隧穿层，通过对隧穿层的掺杂构造出与石墨烯具有良好晶格和阻抗匹配的自旋注入材料，将实现石墨烯中自旋极化电流的高效注入；最后，以自旋注入材料的研究作为基础设计石墨烯基自旋二极管或场效应管，对自旋流加以调控，实现从自旋注入、输运到探测的器件化预测。

结项摘要

自旋电子材料及其相关器件是近年来的研究热点，受到学术界和工业界广泛关注，且石墨烯等二维材料的发现为微型化电子器件提供了新的平台。因此，在低维材料中实现高自旋极化输运不仅具有重要的科学意义而且蕴含着广泛的应用前景。本项目提出研究近表面掺杂SnO2外延薄膜的磁性及其对石墨烯的自旋注入效率。前期工作已在体掺杂的SnO2外延薄膜中观察到室温铁磁性，本研究中通过近表面掺杂的方法提高替位缺陷的浓度并降低所诱发局域磁矩的相互作用距离，从而进一步增强该体系的长程铁磁交换作用及自旋极化率。发现Al掺杂SnO2样品中呈现稳定的室温铁磁性，然而磁矩大小远低于理论值。通过后续的氧化退火处理，发现体系的局域磁矩主要来自于Al替位缺陷附近的氧空位。直接选取SnO2外延薄膜作为隧穿层，通过对隧穿层的掺杂构造出与石墨烯具有良好晶格和阻抗匹配的自旋注入材料，并对其自旋输运行为进行分析。利用第一性原理计算方法，分析的实现石墨烯高自旋极化的理论机制，发现自旋极化材料与石墨烯界面的耦合作用对自旋注入效率至关重要。通过施加应力和背栅电压，可以加强界面耦合作用，从而对体系的自旋极化率进行调控。该研究为解明了诱发非磁性体系高自旋极化的主要机理，为石墨烯基自旋场效应管的实验设计提供理论支撑。

项目成果

期刊论文数量（9）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Electric polarization related Dirac half-metallicity in Mn-trihalide Janus monolayers
三卤化锰 Janus 单层中与电极化相关的狄拉克半金属性
  • DOI：
    10.1039/d0cp05028h
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Physical Chemistry Chemical Physics
  • 影响因子：
    3.3
  • 作者：
    Li Zheng;Zhang Jianing;Zhou Baozeng
  • 通讯作者：
    Zhou Baozeng
Tunable interlayer coupling and Schottky barrier in graphene and Janus MoSSe heterostructures by applying an external field
通过施加外场可调节石墨烯和 Janus MoSSe 异质结构中的层间耦合和肖特基势垒
  • DOI：
    10.1039/c8cp04337j
  • 发表时间：
    2018-10-07
  • 期刊：
    PHYSICAL CHEMISTRY CHEMICAL PHYSICS
  • 影响因子：
    3.3
  • 作者：
    Li, Yi;Wang, Jiajun;Zhang, Kailiang
  • 通讯作者：
    Zhang, Kailiang
Superior spin-polarized electronic structure in MoS2/MnO2 heterostructures with an efficient hole injection
MoS2/MnO2 异质结构中具有优异的自旋极化电子结构，具有高效的空穴注入
  • DOI：
    10.1039/c9cp01146c
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Physical Chemistry Chemical Physics
  • 影响因子：
    3.3
  • 作者：
    Zhou Baozeng;Li Zheng;Wang Jiaming;Wang Kangqiang
  • 通讯作者：
    Wang Kangqiang
Strain-tunable magnetic anisotropy in two-dimensional Dirac half-metals: nickel trihalides.
二维狄拉克半金属中的应变可调磁各向异性：三卤化镍
  • DOI：
    10.1039/c9ra06474e
  • 发表时间：
    2019-10-31
  • 期刊：
    RSC ADVANCES
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    Li, Zheng;Zhou, Baozeng;Luan, Chongbiao
  • 通讯作者：
    Luan, Chongbiao
Tunable valley splitting and an anomalous valley Hall effect in hole-doped WS2 by proximity coupling with a ferromagnetic MnO2 monolayer
通过与铁磁 MnO2 单层的邻近耦合实现空穴掺杂 WS2 中的可调谐谷分裂和反常谷霍尔效应
  • DOI：
    10.1039/c9nr03315g
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Nanoscale
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    Zhou Baozeng;Li Zheng;Wang Jiaming;Niu Xuechen;Luan Chongbiao
  • 通讯作者：
    Luan Chongbiao

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

Controllable synthesis of millimeter-size single crystal WS2
毫米级单晶WS2的可控合成
  • DOI：
    10.1016/j.apsusc.2019.144378
  • 发表时间：
    2020-02
  • 期刊：
    Applied Surface Science
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    兰飞飞;杨瑞霞;郝松;周宝增;孙克伟;陈红娟
  • 通讯作者：
    陈红娟

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

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