模板辅助离子液体电沉积锗和硅锗三维光子晶体的研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51174063
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    60.0万
  • 负责人：
    赵九蓬
  • 依托单位：
    哈尔滨工业大学
  • 学科分类：
    E0410.冶金物理化学与冶金原理
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2015-12-31

项目摘要

光子晶体是一种具有光子带隙的新型材料，由于其具有可以控制和抑制光子运动的特性，在光通讯等领域具有广阔的应用前景。半导体锗和硅锗的介电常数和折射率很高，又具有较低的光吸收率，因而其三维光子晶体可以实现完全光子带隙，是制备光子晶体的优秀材料。但锗和硅锗无法在常规水溶液体系中电沉积。离子液体具有很宽的电化学窗口，电沉积过程中副反应少，挥发性很小，热稳定性高，可以在离子液体中电沉积得到Ge和SiGe。本项研究在离子液体中以胶体晶体模板辅助电沉积方法制备具有反蛋白石结构的锗和硅锗三维光子晶体。探索离子液体中锗和硅锗的电沉积行为和电化学反应的基本过程，研究Ge和SiGe的成核和生长机制；对所获得的三维光子晶体的结构及性能进行详细表征；建立电沉积工艺参数、结构与性能的关系。课题的开展将促进我国在可见-近红外波段光子晶体方面的研究，同时为电沉积其它二元和三元系半导体材料的研究建立基础。

结项摘要

光子晶体是一种具有光子带隙的新型材料，由于其具有可以控制和抑制光子运动的特性，在光通讯等领域具有广阔的应用前景。半导体锗和硅锗的介电常数和折射率很高，又具有较低的光吸收率，因而其三维光子晶体可以实现完全光子带隙，是制备光子晶体的优秀材料。高度有序的半导体三维光子晶体的构筑是一个难题，本项研究在离子液体中以胶体晶体模板辅助电沉积方法制备了具有反蛋白石结构的锗和硅锗三维光子晶体。深入研究离子液体中锗和硅锗的电沉积行为和电化学反应的基本过程，建立Ge和SiGe的成核和生长机制；研究了各种工艺参数，包括沉积电位、沉积时间、离子液体种类、Si和Ge盐的浓度等条件对于沉积薄膜的组成、结构和性能的影响，获得了不同离子液体中沉积半导体硅、锗和硅锗的最佳工艺条件；采用自组装技术获得了高度有序的胶体晶体，并以此为模板，在离子液体中对其进行填充硅、锗和硅锗，去除模板后，获得具有反蛋白石结构的、高度有序的三维半导体光子晶体；对所获得的三维光子晶体的微观结构和形貌进行详细表征，对其光学性能进行测试和分析；建立电沉积工艺参数、结构与性能的关系；制备的三维光子晶体表现明显的禁带特性，其禁带位置可以随模板孔径的大小调节。课题的开展将促进我国在可见-近红外波段光子晶体方面的研究，同时为电沉积其它二元和三元系半导体材料的研究建立基础。

项目成果

期刊论文数量（14）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（2）
Morphology on 3D ordered macroporous metals associated to deposition depth
与沉积深度相关的 3D 有序大孔金属形态
  • DOI：
    10.1016/j.apsusc.2012.03.177
  • 发表时间：
    2012-07
  • 期刊：
    Applied Surface Science
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    Xin, Wuhong;Yang, Lili;Zhao, Jiupeng;Li, Yao
  • 通讯作者：
    Li, Yao
3D Ordered Macroporous Ge/Al and Ge/Si Bilayer Films Made by Electrodeposition from Ionic Liquids
离子液体电沉积制备 3D 有序大孔 Ge/Al 和 Ge/Si 双层薄膜
  • DOI：
    10.1524/zpch.2013.0421
  • 发表时间：
    2013-12
  • 期刊：
    International Journal of Research in Physical Chemistry Chemical Physics
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Y.B.Ding;Y.Zhang;Y.Li;F.Endres
  • 通讯作者：
    F.Endres
Ionic liquid electrodeposition of germanium/carbon nanotube composite anode material for lithium ion batteries
离子液体电沉积锂离子电池用锗/碳纳米管复合负极材料
  • DOI：
    10.1016/j.matlet.2015.01.022
  • 发表时间：
    2015-04-01
  • 期刊：
    MATERIALS LETTERS
  • 影响因子：
    3
  • 作者：
    Hao, Jian;Li, Na;Zhao, Jiupeng
  • 通讯作者：
    Zhao, Jiupeng
3D ordered macroporous germanium fabricated by electrodeposition from an ionic liquid and its lithium storage properties
离子液体电沉积制备的3D有序大孔锗及其储锂性能
  • DOI：
    10.1039/c3ta12923c
  • 发表时间：
    2013-01-01
  • 期刊：
    JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A
  • 影响因子：
    11.9
  • 作者：
    Liu, Xin;Zhao, Jiupeng;Li, Yao
  • 通讯作者：
    Li, Yao
Facile synthesis and improved photoluminescence of periodic SiC nanorod arrays by SiO2 templates-assisted magnetron sputtering method
SiO2 模板辅助磁控溅射法轻松合成周期性 SiC 纳米棒阵列并改善其光致发光
  • DOI：
    10.1016/j.jallcom.2012.05.082
  • 发表时间：
    2012-10
  • 期刊：
    Journal of Alloys and Compounds
  • 影响因子：
    6.2
  • 作者：
    Li, Zhenyu;Ge, Dengteng;Yang, Lili;Liu, Xin;Ding, Yanbo;Pan, Lei;Zhao, Jiupeng;Li, Yao
  • 通讯作者：
    Li, Yao

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其他文献

高能脉冲磁控溅射技术制备VO_(2)薄膜研究进展
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    哈尔滨工程大学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    谷金鑫;魏航;任飞飞;李龙;范青潽;赵九蓬;豆书亮;李垚
  • 通讯作者：
    李垚
Effects of pore size on the mechanical properties of three-dimensionally ordered macroporous nickel
孔径对三维有序大孔镍力学性能的影响
  • DOI：
    10.1016/j.matdes.2012.09.009
  • 发表时间：
    2013-03
  • 期刊：
    Materials & Design
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李振宇;杨丽丽;李洋;扬永宁;周长海;丁艳波;赵九蓬;李垚
  • 通讯作者：
    李垚

其他文献

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赵九蓬的其他基金

铌、钽酸盐系铁电薄膜的聚合物前驱体方法制备、结构及性能研究
  • 批准号：
    20601006
  • 批准年份：
    2006
  • 资助金额：
    28.0 万元
  • 项目类别：
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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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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