a-SiOxNy薄膜化学键结构与缺陷形成机理的研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51102030
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    丁万昱
  • 依托单位：
    大连交通大学
  • 学科分类：
    E0207.无机非金属半导体与信息功能材料
  • 结题年份：
    2014
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2014-12-31

项目摘要

已有的阻透薄膜均含有一定量的纳米缺陷，因此制备高阻透性薄膜材料并探索薄膜内化学键结构分布及缺陷形成机理成为该领域研究热点。申请者发现利用低能离子束与薄膜生长表面相互作用可调控薄膜生长表面化学键结构并抑制纳米缺陷的形成，因而可用以制备高阻透性薄膜。本项目采用低能离子束辐照辅助磁控溅射方法制备高阻透性a-SiOxNy薄膜，利用XPS及阻透仪对a-SiOxNy薄膜的化学键结构及缺陷含量进行测试，同时，以Mott配位规则作为RBM理论模型的边界条件，提出RBM+Mott模型以定量计算薄膜中各化学键相对含量及分布，深入研究a-SiOxNy薄膜中化学键结构与缺陷种类及形成机理之间的关系，进而优化a-SiOxNy薄膜生长参数，全面提高其阻透性能。该研究可揭示阻透薄膜中缺陷形成机理，并加深对氮氧化物薄膜生长过程中化学键形成机制的理解，为研究并开发新型氮氧化物功能薄膜提供新思路。

结项摘要

1. 对a-SiOxNy薄膜进行XPS测试，其Si 2p的高分辨XPS谱结果表明，N离子束处理后的PET(N-PET)表面可形成C=N或C≡N键。a-SiOxNy薄膜在N-PET表面生长初期，C=N或C≡N键易被破坏并形成C-N-Si-O交联耦合键，该交联耦合键可以在PET与a-SiOxNy薄膜之间形成致密的层状a-SiOxNy过渡层，确保后续生长的a-SiOxNy薄膜具有致密的层状结构。.2. 根据上述XPS结果进行分析，给出a-SiOxNy薄膜致密化机理。根据Si-O-Si桥键角度在110-160°间自由变化，Si-O-Si桥键连接的两个[SiO4]四面体可绕桥键自由旋转，可得出由[SiO4]四面体构成的薄膜已形成孔洞结构，严重影响薄膜致密性。而Si-N-Si桥键角度固定不变，Si-N-Si桥键连接的三个[SiN4]四面体相对位置固定不变，因此由[SiN4]四面体构成的薄膜致密性高，已形成层状结构。但完全由[SiN4]四面体构成的薄膜由于Si-N-Si桥键的刚性大导致薄膜应力大，在柔性基材表面易破损，因此在[SiN4]四面体结构中适量加入Si-O-Si桥键，可在不影响薄膜致密性的前提下，降低薄膜应力，提高薄膜与PET间结合性能。.3. 基于霍尔效应电流传感器的工作原理，开发N离子束束流诊断系统，并在项目实施过程中对N离子束束流进行诊断，同时辅助以等离子体发射光谱方法，对N离子束性质进行综合诊断。结果表明，随着N离子源工作参数的变化，离子源阳极电流和霍尔效应电流传感器的诊断测试电流均同步变化，变化趋势、速率等均相同。同时，根据发射光谱诊断结果可知，通过对离子源工作参数的调控，可实现对离子源内N离子种类的调控，选取适当参数，可实现N离子束中以N+离子为主，并为后期的计算模拟提供边界条件及实验验证。.4. 以Mott配位规则作为出RBM理论模型的边界条件，以SRIM软件为工具，模拟计算N离子束与SiO2表面相互作用过程。模拟计算结果表明，当N离子与SiO2表面相互作用过程中，Si和O原子受到反冲分布与N离子在SiO2薄膜中的分布基本一致，N离子入射能量在2-5 keV范围内时，N离子在SiO2薄膜中的注入深度约为10-40 nm，入射能量和SiO2薄膜密度决定N离子在薄膜中的注入深度。

项目成果

期刊论文数量（13）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（2）
专利数量（0）
The nanocrystalline structure of TiO2 film deposited by DC magnetron sputtering at room temperature
室温直流磁控溅射沉积TiO2薄膜的纳米晶结构
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    Modern Physics Letters B
  • 影响因子：
    1.9
  • 作者：
    Jindong Liu;丁万昱;Hualin Wang;Shimin Liu;Weiwei Jiang;Chaoqian Liu;Nan Wang;Weipin Chai
  • 通讯作者：
    Weipin Chai
The effect of ion source working power on the composition and optical properties of TiO2 films bombarded by N ion beam
离子源工作功率对N离子束轰击TiO2薄膜成分及光学性能的影响
  • DOI：
    10.1016/j.surfcoat.2013.01.009
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    SURFACE & COATINGS TECHNOLOGY
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Liu; Honglin;Li; Li;Yao; Tingting;Ding; Wanyu;Ju; Dongying;Chai; Weiping
  • 通讯作者：
    Weiping
Study on the growth mechanism of tin-doped indium oxide films deposited by direct current pulse magnetron sputtering
直流脉冲磁控溅射沉积锡掺杂氧化铟薄膜生长机理研究
  • DOI：
    10.1016/j.tsf.2013.06.057
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    THIN SOLID FILMS
  • 影响因子：
    2.1
  • 作者：
    Wang; Hualin;Liu; Honglin;Ding; Wanyu;Chai; Weiping
  • 通讯作者：
    Weiping
An XPS study on the chemical bond structure at the interface between SiOxNy and N doped PET
SiOxNy与N掺杂PET界面化学键结构的XPS研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Journal of Chemical Physics
  • 影响因子：
    4.4
  • 作者：
    丁万昱;Li Li;Lina Zhang;Dongying Ju;Shou Peng;Weiping Chai
  • 通讯作者：
    Weiping Chai
The effect of growth surface morphology on the crystal structure and magnetic property of L1(0) order PtFe layers deposited by magnetron sputtering
生长表面形貌对磁控溅射沉积L1(0)级PtFe层晶体结构和磁性能的影响
  • DOI：
    10.1128/mbio.01058-15
  • 发表时间：
    2015-09-29
  • 期刊：
    Applied Surface Science
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    Ze X;Ben David Y;Laverde-Gomez JA;Dassa B;Sheridan PO;Duncan SH;Louis P;Henrissat B;Juge N;Koropatkin NM;Bayer EA;Flint HJ
  • 通讯作者：
    Flint HJ

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    --
  • 作者：
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  • 通讯作者：
    丁万昱
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  • DOI：
    10.13385/j.cnki.vacuum.2020.04.03
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    2020
  • 期刊：
    真空
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    --
  • 作者：
    张爽;董闯;马艳平;丁万昱
  • 通讯作者：
    丁万昱
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    --
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The nanocrystalline structure of TiO2 film deposited by DC magnetron sputtering at room temperature
室温直流磁控溅射沉积TiO2薄膜的纳米晶结构
  • DOI：
    10.1097/j.pain.0000000000001638
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    Modern Physics Letters B
  • 影响因子：
    1.9
  • 作者：
    Jindong Liu;丁万昱;Hualin Wang;Shimin Liu;Weiwei Jiang;Chaoqian Liu;Nan Wang;Weipin Chai
  • 通讯作者：
    Weipin Chai

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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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