铀及铀合金5f电子特性的实验与理论研究

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基本信息

  • 批准号：
    91026016
  • 项目类别：
    重大研究计划
  • 资助金额：
    70.0万
  • 负责人：
    赖新春
  • 依托单位：
    中国工程物理研究院
  • 学科分类：
    A20.凝聚态物理
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

金属理论最主要的挑战之一是理解电子关联效应的作用，而周期表中锕系元素则提供了系统研究这一效应的理想对象。一般认为金属铀5f电子呈现离域性质，但是在某些铀合金中，其5f电子性质介于离域与局域状态之间，并呈现出奇异的物理化学特性，具有相当多的科学问题需要深入系统的研究。本项目拟采用分子束外延技术（MBE）来获得铀及铀合金（UX，X=Ti，Nb）的单晶薄膜，利用扫描隧道显微技术（STM）获得其表面原子结构和态密度，利用角分辨光电子能谱技术（ARPES）测量其价电子和费米面结构，并结合第一性原理计算，深入系统的研究铀及铀合金的5f电子结构特性，解释其独特的物理化学性质。

结项摘要

该项研究工作在W(110)基底上制备出了金属U单晶薄膜，并首次利用ARPES获得了U单晶薄膜的能带结构。该项研究工作首次利用STM和ARPES对U-Si体系的表面和界面进行研究，通过固体外延生长的方法制备出了化学计量比为USi1.67的单晶薄膜，并观察到了一种新的U-Si超结构。. 本项目首先通过模拟材料Ce和La单晶薄膜的生长摸索出制备活性金属单晶薄膜的条件，而后在干净有序的W（110）基底上沉积金属U薄膜，在沉积过程中，薄膜为层状生长方式。通过在超高真空条件下（优于5×10-10mbar）对薄膜进行退火的方法，获得了具有较高择优取向的金属U单晶薄膜，LEED出现非常明锐的衍射斑点。利用STM对单晶薄膜的表面形貌进行了研究，样品表面呈现出标准的单晶样品台阶状分布，台面平整。利用ARPES获得了单晶U薄膜的价带谱和能带结构，UPS结果表明薄膜在费米面附近有非常高的态密度，在结合能为1-3 eV之间存在较强的5f与6d电子的杂化。为了对生长出的铀单晶薄膜的晶体结构进行进一步的确定，通过DFT方法对alpha-U和hcp-U的态密度和能带结构进行计算，结果表明单晶铀薄膜的能带结构更接近于alpha-U能带结构的结果，而与hcp-U的结果则相差较大。. 在干净有序的Si (111) - 7×7表面沉积了3个原子单层（ML）的铀薄膜，利用STM研究了经过不同温度退火后薄膜表面形貌的变化，利用RHEED和LEED获得了随着不同温度变化所生成的新相的晶体结构，利用ARPES获得了经过不同温度处理后薄膜的价带谱和能带结构。研究发现刚沉积时薄膜为无序非晶相，当经过870 K退火处理后LEED出现了明锐的六角衍射斑点，表明生成了有序的二维晶体相；对薄膜进行更高温度1000 K的退火后观察到了一种新的U-Si超结构；随着退火温度的进一步提高至1200 K时，样品表面重新出现了大面积Si(111) - 7×7重构表面，其上分布着一些较高的岛。.

项目成果

期刊论文数量（6）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（1）
专利数量（0）
金属铀弹性常数和光学性质的第一性原理研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Chinese Physics B
  • 影响因子：
    1.7
  • 作者：
    陈秋云;谭世勇;赖新春;陈军
  • 通讯作者：
    陈军
Formation of two-dimensional uranium silicide film and its electronic structure study
二维硅化铀薄膜的形成及其电子结构研究
  • DOI：
    10.1016/j.physb.2013.12.018
  • 发表时间：
    2014-03
  • 期刊：
    Physica B: Condensed Matter
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Qiuyun Chen;Yu Yang;Wei Feng;Xinchun Lai
  • 通讯作者：
    Xinchun Lai
稀有气体原子与Pu（100）表面相互作用的第一性原理研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    原子能科学技术
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    陈秋云;曹坤;敖冰云;赖新春
  • 通讯作者：
    赖新春
Surface and interface study of U/Si (1 1 1)
U/Si 的表面和界面研究 (1
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    Applied Surface Science
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    Qiuyun Chen;Wei Feng;Xiegang Zhu;Lizhu Luo;Donghua Xie;Shiyong Tan;Xinchun Lai
  • 通讯作者：
    Xinchun Lai
Interface-induced superconductivity and strain-dependent spin density waves in FeSe/SrTiO3 thin films
FeSe/SrTiO3 薄膜中界面诱导超导和应变相关自旋密度波
  • DOI：
    10.1038/nmat3654
  • 发表时间：
    2013-07-01
  • 期刊：
    NATURE MATERIALS
  • 影响因子：
    41.2
  • 作者：
    Tan, Shiyong;Zhang, Yan;Feng, Donglai
  • 通讯作者：
    Feng, Donglai

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其他文献

离子渗氮对TiN薄膜组织与性能的影响
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  • 发表时间：
    2015
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    赖新春
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  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    金属热处理
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    赖新春
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  • 发表时间：
    2015
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    但敏;沈丽如;陈美艳;赖新春
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    赖新春
N离子注入对TiN薄膜的组织及性能的影响
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  • 发表时间：
    2015
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  • 作者：
    沈丽如;陈美艳;邓雉;赖新春
  • 通讯作者：
    赖新春

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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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