拓扑狄拉克半金属材料电子结构性质的第一性原理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    11604134
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    19.0万
  • 负责人：
    赵宝
  • 依托单位：
    聊城大学
  • 学科分类：
    A2014.凝聚态物理新兴与交叉领域
  • 结题年份：
    2019
  • 批准年份：
    2016
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Topological Dirac semimetals (TDSMs) represent a novel state of quantum matter with exotic electronic properties. The bulk band dispersion of these materials possesses three-dimensional (3D) Dirac cone structures in pairs, hence TDSMs can be regarded as a "3D graphene". So far, however, the candidates of ideal TDSMs are scarce. In this project, we will predict theoretically several types of materials as TDSMs using first principle calculations from the database of electronic band structures for inorganic crystals, and reveal the physical mechanism of the stability of 3D Dirac points through the symmetry analysis and constructing Hamiltonian models. The implementation of this project can contribute to deeper understanding of TDSMs and support the material foundation for the future applications.
拓扑狄拉克半金属是一类全新的具有奇特电子性质的拓扑量子态。这类材料的体能带具有成对的三维狄拉克锥结构，因此拓扑狄拉克半金属可看成是“三维的石墨烯”。然而到目前为止，理想的拓扑狄拉克半金属材料还较少。本项目拟通过搜索无机晶体电子结构数据库，采用第一性原理计算方法理论预言几种拓扑狄拉克半金属材料，结合对称性分析及构造模型哈密顿量理解三维狄拉克点稳定存在的物理机制。本项目的实施有助于人们对拓扑狄拉克半金属量子态的深入认识，为将来应用提供材料基础。

结项摘要

拓扑态包括拓扑狄拉克半金属和拓扑绝缘体是近年来凝聚态物理领域的研究热点。本项目对若干新颖的拓扑态展开了理论研究工作。首先通过第一性原理计算及紧束缚模型研究了狄拉克线性色散中的拓扑态，研究发现典型的狄拉克线性色散材料石墨烯与CrI3组成的异质结在应力调控下可以出现拓扑态。然后通过构造kp低能有效模型研究发现了区别于传统的Kane-Mele线性色散模型与BHZ能带翻转模型的具有非狄拉克型的二次抛物线特征的拓扑态，并在无机材料系统PbC/MnSe异质结以及有机材料X(C21N3H15)(X=Cu, Co, Ta或Hf)中实现了该拓扑态。最后通过构造紧束缚模型，研究了简单三角格子以及六角蜂窝状格子中的电子结构，理论上首次发现了狄拉克线性色散与非狄拉克型二次色散共存导致拓扑平庸的现象，并提出了相应的拓扑退相干机制。我们的研究结果将推动拓扑物态理论研究的发展，成果中提出的若干实际材料可应用于未来低功耗导线输运以及拓扑量子计算器件中。

项目成果

期刊论文数量（5）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Prediction of intrinsic two-dimensional non-Dirac topological insulators in triangular metal-organic frameworks
三角形金属有机框架中本征二维非狄拉克拓扑绝缘体的预测
  • DOI：
    10.1063/1.5063664
  • 发表时间：
    2019-01
  • 期刊：
    Applied Physics Letters
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    Zhang Jiayong;Zhao Bao;Ma Chunlan;Yang Zhongqin
  • 通讯作者：
    Yang Zhongqin
Constructive coupling effect of topological states and topological phase transitions in plumbene
铅烯拓扑态和拓扑相变的相长耦合效应
  • DOI：
    10.1103/physrevb.99.195402
  • 发表时间：
    2019-05-01
  • 期刊：
    PHYSICAL REVIEW B
  • 影响因子：
    3.7
  • 作者：
    Li, Yue;Zhang, Jiayong;Yang, Zhongqin
  • 通讯作者：
    Yang, Zhongqin
Strong magnetization and Chern insulators in compressed graphene/CrI3 van der Waals heterostructures
压缩石墨烯/CrI3范德华异质结构中的强磁化和陈绝缘体
  • DOI：
    10.1103/physrevb.97.085401
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    Physical Review B
  • 影响因子：
    3.7
  • 作者：
    Zhang Jiayong;Zhao Bao;Zhou Tong;Xue Yang;Ma Chunlan;Yang Zhongqin
  • 通讯作者：
    Yang Zhongqin
Coupling effect of topological states and Chern insulators in two-dimensional triangular lattices
二维三角晶格中拓扑态与陈绝缘体的耦合效应
  • DOI：
    10.1103/physrevb.97.125430
  • 发表时间：
    2018-03-27
  • 期刊：
    PHYSICAL REVIEW B
  • 影响因子：
    3.7
  • 作者：
    Zhang, Jiayong;Zhao, Bao;Yang, Zhongqin
  • 通讯作者：
    Yang, Zhongqin

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其他文献

仔猪采食量的影响因素分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    黑龙江畜牧兽医
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李俄然;严达伟;王孝义;赵宝;兰国湘;李明丽
  • 通讯作者：
    李明丽
哺乳动物热休克蛋白研究进展
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    畜牧与兽医
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李俄然;严达伟;赵宝;兰国湘;董新星;李明丽
  • 通讯作者：
    李明丽

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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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