基于扫描镜像力成像的二维纳米材料空间光电特性研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61804100
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    27.0万
  • 负责人：
    陈亮亮
  • 依托单位：
    深圳技术大学
  • 学科分类：
    F0407.微纳机电器件与控制系统
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The micro/nano materials based photoelectric conversion device is the core and original force of new high performance solar cell technology. In addition, nanomaterials with quantum size effect are also applied on ultra-fast, ultra-high sensitivity photodetectors. However, the spatially resolved photoelectric response shows an overall average effect in conventional 2D nanomaterial photodetectors, which cannot reflect the influence of device structure on photoelectric conversion. In this proposal, an atomic force probe is used as localized sensor to convert light-substance interactions into photo-induced forces. Therefore, a localized measurement is made at the nanometer scale, and the signal to noise ratio is comparable to macro level. The critical novelty of the proposal is the usage of peak force tapping mode for photoinduced force measurements. In combination with supercontinuum laser spectroscopy, this new technology enables the measurement of photoinduced force covering the full spectrum of visible, near-infrared and mid-infrared. Meanwhile, a full-spectrum measurement of nanomaterial photodetector is first realized worldwide. The ultimate goal of the proposal is to characterize the spatially resolved and spectral characteristics of 2D nanomaterial optoelectronic devices through photoinduced force spectroscopy. It will enhance the fundamental research of nano-materials based optoelectronic devices in further.
基于微纳米材料的光电转换器件是新型高性能太阳能技术的核心和原创力；此外，具有量子尺寸效应的纳米材料也被用于超快速，超高灵敏度的光电传感器的研究。然而传统的二维纳米材料光电传感器空间光电响应的特性描述是整体的平均效应，无法反映器件结构对光电转换性能的影响。项目利用原子力探针作为局域相互作用的传感器，将光物质相互作用转换为光致镜像力。使得光电转换的局域测量在纳米尺度，同时又有与宏观信号可以比拟的信噪比，从而实现可靠的纳米尺度光电吸收的测量。项目的关键创新是采用峰值力轻敲模式进行光致镜像力测量；与超连续激光谱结合，这一新技术使得纳米光谱的镜像力测量可以覆盖可见光，近红外和中红外的全谱测量，首次实现纳米材料光电传感器的的全光谱响应特性。项目的最终目标是通过光致镜像力光谱实现二维纳米材料光电器件的空间和光谱特性表征，为更深入的研究纳米材料光电传感器奠定科学基础。

结项摘要

基于光激发原子探针的全光谱测量可用于揭示有机发光材料和二维纳米材料在原子尺度的缺陷，也可以直接测量蛋白质、酶、大分子药物等高分子材料的二次结构，以实现对生物机理和药物相互作用的解释和预测。光激发原子探针的全谱测量技术也是纳米尺度材料电学性能、化学成分、组态的测量的基础方法。本项目的光激发原子探针的镜像力测量可帮助我国的高端仪器从纳米化学、电学测量的角度实现弯道超车，对纳米材料光电器件的研究具有重要的指导意义。.通过本项目的研究，实现基于峰值力轻敲模式的镜像力测量，并完成了扫描光致镜像力成像。同时基于MoS2纳米材料，设计纳米材料光电传感器，通过设计不同接触形式，包括不同金属的异质结、同种金属不同接触层结构，开展纳米材料空间光电响应特性研究，实验证明MoS2光电传感器的响应与金属接触和材料本身光电导特性相关。项目研究了真空环境原子力显微成像技术，解决真空环境噪声、热传导等问题，实现高真空的扫描探针力学、电学测量。本项目的开展为基于扫描探针镜像力测量的发展提供有效的实验基础，同时为真空扫描探针成像技术的研究提供可行性方案。本项目共发表论文5篇，其中SCI论文2篇，EI论文3篇。申请专利9项，其中发明专利6项，实用新型专利3项，已经授权实用新型专利3项。

项目成果

期刊论文数量（2）
专著数量（0）
科研奖励数量（3）
会议论文数量（4）
专利数量（9）
Task Space Motion Control for AFM-Based Nanorobot Using Optimal and Ultralimit Archimedean Spiral Local Scan
使用最优和超极限阿基米德螺旋局部扫描的基于 AFM 的纳米机器人的任务空间运动控制
  • DOI：
    10.1109/lra.2019.2955942
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    IEEE ROBOTICS AND AUTOMATION LETTERS
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Sun Zhiyong;Xi Ning;Xue Yuxuan;Cheng Yu;Chen Liangliang;Yang Ruiguo;Song Bo
  • 通讯作者：
    Song Bo
Characterizing AFM Tip Lateral Positioning Variability Through Non-Vector Space Control-Based Nanometrology
通过基于非矢量空间控制的纳米计量学表征 AFM 尖端横向定位变化
  • DOI：
    10.1109/tnano.2019.2950267
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    IEEE Transactions on Nanotechnology
  • 影响因子：
    2.4
  • 作者：
    Sun Zhiyong;Cheng Yu;Xi Ning;Yang Ruiguo;Yang Yongliang;Chen Liangliang;Song Bo
  • 通讯作者：
    Song Bo

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其他文献

棉花秸秆水泥基砌块材料单轴受压性能研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王佳慧;陈国新;陈亮亮
  • 通讯作者：
    陈亮亮
新月体类型及比例在过敏性紫癜性肾炎预后分析中的作用
  • DOI：
    10.3760/cma.j.issn.1001-7097.2019.05.007
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    中华肾脏病杂志
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    马黎丽;黄晓涵;任萍萍;陈亮亮;王红亚;韩海冬青;陈江华;韩飞
  • 通讯作者：
    韩飞
Multi-DOF rotor model based measurement of stiffness and damping for active magnetic bearing using multi-frequency excitation
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  • DOI：
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  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
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    8.4
  • 作者：
    蒋科坚;祝长生;陈亮亮
  • 通讯作者：
    陈亮亮
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    2017
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  • 通讯作者：
    王忠博
直接边界元法在土石坝坝基渗流问题中的应用
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  • 期刊：
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  • 作者：
    陈亮亮;马亮;刘锋
  • 通讯作者：
    刘锋

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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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