纳米机械振动诱导的量子和非线性光学效应研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    10974133
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    35.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2014.凝聚态物理新兴与交叉领域
  • 结题年份:
    2012
  • 批准年份:
    2009
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2010-01-01 至2012-12-31

项目摘要

本项目主要研究纳米机械振子与量子点(或玻色-爱因斯坦凝聚体、超导库柏对盒、光学微腔、SQUID环等)耦合系统中由于纳米机械振动诱导的量子和非线性光学效应。在纳米机械振子-量子点耦合系统中,机械振动可以诱导类似于相干布居数振荡(CPO)的效应,我们称之为"机械振动诱导布居数振荡"(简称MICPO),由于该系统纳米机械振子的相干振动寿命特别长(约微秒量级),既使耦合很弱,该效应也特别明显,它可用于精确测量纳米机械振子的振动频率和耦合强度以及设计新型纳米电子器件等。类比于三能级系统的电磁诱导透明(EIT)效应和两能级系统的相干布居数振荡(CPO)效应,我们预言该耦合系统可以有类似的超慢(快)光效应、光存储效应、巨克尔效应、负折射率效应以及其它非耦合系统所没有的奇异量子和非线性光学效应,这正是本项目所要系统研究的。我们希望通过本项目的研究,为未来实现基于该耦合系统的新型量子器件提供可靠的物理基础。

结项摘要

我们已完成本计划的所有要点并达到或超越了预期研究结果,并根据国内外研究发展状况,我们还研究了其它光机耦合系统的量子和非线性光学效应等。(1)我们首先研究了纳米机械振子-量子点耦合系统中由于机械振动诱导布居数振荡效应(MICPO)导致的超慢和超快光等效应。(2)我们其次研究了纳米机械振子-量子点耦合系统中由于机械振动诱导布居数振荡效应(MICPO)导致的巨非线性光学效应。(3)进一步,我们还研究了基于纳米机械振子和量子点耦合系统由于机械振动诱导布居数振荡效应导致的光信息存储效应等。(4)根据国际科学发展趋势,我们增加和调整了一些有重要科学意义的研究题目,如基于纳米机械振子和表面等离子体耦合系统的全光纳米机械质谱仪以及量子点-DNA耦合系统的非线性光学效应等。在国际知名学术期刊共发表SCI论文37篇,其中Nanotechnology两篇,Appl. Phys. Lett.一篇,Optics Letter两篇, Physical Review B两篇,Physical Review A 三篇,Optics Express两篇,New.J.Phys.一篇,Quantum Information and Computation两篇,Europhys. Lett.两篇, J.Appl.Phys.三篇,J.Opt.Soc.Am.B五篇,Scientific Reports一篇等。特别地,2011年6月24日,美国物理学会(APS)的新闻中心 Physical Review Focus 报道了我们在Physical Review B上一项研究工作,题为“Plasmon-assisted mass sensing in a hybrid nanocrystal coupled to a nanomechanical resonator”(Physical Review B 83, 245421(2011))。他们以“Weighing DNA Down to the Zeptogram”为新闻标题,指出该研究工作将带领纳米科学进入一个崭新的测量领域。与此同时,我们培养了四名博士和两名硕士。参加了5个国际会议并作邀请报告。

项目成果

期刊论文数量(37)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
A tunable optical Kerr switch based on a nanomechanical resonator coupled to a quantum dot
基于耦合到量子点的纳米机械谐振器的可调谐光学克尔开关
  • DOI:
    10.1088/0957-4484/21/20/205501
  • 发表时间:
    2010-05
  • 期刊:
    Nanotechnology
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Li, Jin-Jin;Zhu, Ka-Di
  • 通讯作者:
    Zhu, Ka-Di
A quantum optical transistor with a single quantum dot in a photonic crystal nanocavity
光子晶体纳米腔中具有单量子点的量子光学晶体管
  • DOI:
    10.1088/0957-4484/22/5/055202
  • 发表时间:
    2011-02
  • 期刊:
    Nanotechnology
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Li, Jin-Jin;Zhu, Ka-Di
  • 通讯作者:
    Zhu, Ka-Di
Coherent optical spectroscopy due to lattice vibrations in a single quantum dot
由于单个量子点中的晶格振动而产生的相干光谱
  • DOI:
    10.1140/epjd/e2010-00157-9
  • 发表时间:
    2010-06
  • 期刊:
    European Physical Journal D
  • 影响因子:
    1.8
  • 作者:
    Li, J. J.;Zhu, K. D.
  • 通讯作者:
    Zhu, K. D.
Plasmon-assisted mass sensing in a hybrid nanocrystal coupled to a nanomechanical resonator
与纳米机械谐振器耦合的混合纳米晶体中的等离激元辅助质量传感
  • DOI:
    10.1103/physrevb.83.245421
  • 发表时间:
    2011-06
  • 期刊:
    Physical Review B (condensed Matter and Materials Physics)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Li, Jin-Jin;Zhu, Ka-Di
  • 通讯作者:
    Zhu, Ka-Di
Voltage-controlled negative refractive index in vertically coupled quantum dot systems
垂直耦合量子点系统中的压控负折射率
  • DOI:
    10.1016/j.optcom.2010.06.024
  • 发表时间:
    2010-10
  • 期刊:
    Optics Communications
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    Wang, Huan;Zhu, Ka-Di
  • 通讯作者:
    Zhu, Ka-Di

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其他文献

基于纳米机械振子的光学质谱仪
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    科学通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李金金;宾文;朱卡的
  • 通讯作者:
    朱卡的

其他文献

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朱卡的的其他基金

基于量子纳米光力系统的Majorana费米子的非线性光学探测及其调控研究
  • 批准号:
    11574206
  • 批准年份:
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  • 资助金额:
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  • 项目类别:
    面上项目
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  • 批准号:
    11274230
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    78.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
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  • 项目类别:
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    20.0 万元
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    面上项目
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  • 批准号:
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  • 项目类别:
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相似国自然基金

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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

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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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