介观结构-二维材料激子极化激元的时空分辨及其在光子器件中的应用

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11804008
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2206.微纳光学与光子学
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2020-12-31

项目摘要

The study of the interaction between photons and material excitons in mesoscopic scale is an important branch of nanophotonics. Nowadays, there are two important problems in this field internationally. Firstly, the exciton binding energy of traditional materials is limited, which leads to that the very few configurations based on exciton polaritons can be operated at room temperature. The second point is that the spatial physical images and the relaxation dynamic process of the interaction are not clear. This project is made a breakthrough from three aspects: the mesoscopic structure design of two-dimensional material exciton polaritons, exploration of the physical image and relaxation dynamics, and related preliminary applications. Combining with the metal surface plasmon waveguides and periodic arrays, we build different configurations of the mesoscopic structures-two-dimensional material exciton polaritons. Further using femtosecond-nano spatio-temporal resolution photoemission electron microscopy, we make a deep study of the exciton polaritons coupling with near field steady-state distributions and relaxation time of dynamic process, and reveal the new phenomenon and physics of the interaction between photons and semiconductor materials excitons in the strong coupling condition. These results will be of great significance for the development of exciton polaritons and the new frontiers opening of micro-nano photonics.
介观尺度下光子与物质材料激子的相互作用的研究是纳米光子学的重要分支。目前国际上在该领域存在两个难题:一是受材料激子结合能的瓶颈限制,室温条件下基于激子极化激元的构型很少;二是相互作用的空间物理图像以及驰豫动力学过程不清晰。本项目计划从介观结构-二维材料激子极化激元的结构设计,物理图像和驰豫动力学过程以及相关调控应用的初步探究这三个方面分别进行突破,结合金属表面等离激元周期阵列和传播波导,建立设计不同构型下的介观结构-二维材料激子极化激元的微纳结构模型;进一步利用具有飞秒-纳米时空分辨的光发射电子显微镜,深入研究了解不同构型的激子极化激元的耦合稳态近场空间分布以及弛豫时间动力学过程,揭示强耦合条件下介观结构中光子与半导体材料中激子相互作用的新现象新物理。这些成果将对激子极化激元器件的发展以及微纳光子学的新前沿的开创具有重要意义。

结项摘要

本项目围绕介观结构—二维材料激子极化激元开展研究,证明了非对称硫化钨激子极化激元双周期光栅中存在低功率快速响应全光可调的尖锐束缚模共振模式,实现了基于范德瓦尔斯材料周期纳米阵列的全光可调局域激子极化激元超材料,实现了利用覆盖超薄二维激子J聚体有机分子聚合物的平面介质硅非对称光栅结构激子和光子的强耦合,提出了基于二氧化钛纳米线和过渡金属硫属化合物的长传输距离超紧凑传输型激子极化激元,验证了基于介质回音壁模式纳米盘阵列和二维过渡金属硫属化合物激子材料的一维SSH拓扑极化激元,同时利用泵浦-探测实验装置测试了二维材料激子极化激元的时间动力学响应,利用光发射电子显微镜对激子极化激元进行了近场观测。本项目对激子极化激元光与物质相互作用的基础研究以及光器件的应用都具有重要意义。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Low-power all-optical tunable sharp trapped-mode resonances in asymmetrical planar WS2 exciton-polariton gratings
非对称平面 WS2 激子极化光栅中的低功率全光可调谐锐陷模谐振
  • DOI:
    10.1063/1.5143707
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Applied Physics Letters
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Zhen Chai;Xiaoyong Hu;Hong Yang;Qihuang Gong
  • 通讯作者:
    Qihuang Gong
快速低功率全光可调局域激子极化激元超材料
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    中国科学:物理学 力学 天文学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    柴真;胡小永;杨宏;龚旗煌
  • 通讯作者:
    龚旗煌

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其他文献

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

        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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