二维MX铁电材料面内畴特性的光学二次谐波探测及极化调制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51872251
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0206.功能陶瓷
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Two-dimentional (2D) atomic-thick group-IV monochalcogenides MX(M=Ge,Sn;X=S,Se) have potential applications in many devices such as memories with high density and low power consumption because they possess the stable in-plane spontaneous polarization. Ferroelectric domain is the foundation of the various physics phenomena in ferroelectric materials and determines the properties of ferroelectric devices. Unfortunately, the in-plane domain structure and its switching process in 2D MX ferroelectrics have not been well known to us. The optical second harmonic generation (SHG)is a non-contact, non-destructive and high-sensitive probing technique for the investigation of ferroelectric order. From this point, a SHG technique will be developed to characterize the in-plane domain structures of 2D MX ferroelectrics. By analyzing the effect of the applied external electric field and crystal microstructures on the SHG signals, we are going to analyze the in-plane domain structure and mechanism of domain formation in 2D MX ferroelectrics. Then, a high time-resolved SHG detection method will be developed to observe the in-plane domain switching process in 2D MX ferroelectrics. On the other hand, we will study the in-plane spontaneous polarization in 2D MX ferroelectrics by first-principles calculation. We will try to uncover the mechanism of in-plane domain switching in 2D MX ferroelectrics by the abovementioned experimental and theoretical studies. Furthermore, the effect of elastic strain on the in-plane spontaneous polarization and the corresponding mechanism will be studied. These studies will accelerate the application of 2D MX ferroelectrics in ferroelectric memories and other ferroelectric devices.
二维IV族单硫属化物MX(M=Ge,Sn;X=S,Se)在原子级厚度具有稳定的面内自发极化,是一类非常有应用前景的二维铁电材料,可应用于高密度低功耗存储等领域。铁电畴是决定铁电材料及器件性能的基础,但目前对二维MX铁电材料的面内畴结构及畴翻转特性缺乏足够的认识。光学二次谐波(SHG)探测因其非接触、非破坏、灵敏度高等优点,在微弱极化信号探测方面独具优势。本申请项目拟建立二维MX铁电材料面内畴结构的SHG探测方法,分析外加电压和材料微观结构对SHG信号的影响,研究面内畴结构特性及产生机理;在此基础上,建立超高时间分辨SHG探测方法实现对二维MX铁电材料面内畴翻转动力学过程的探测,并结合第一性原理计算,研究面内畴翻转特性及机制。此外,利用上述方法进一步研究应变对面内畴结构和畴翻转动力学过程的影响,探讨应变对面内极化的调制机理。为二维MX铁电器件的开发和应用提供指导和依据。

结项摘要

本项目紧紧围绕二维硫族铁电材料,分三个层次进行了研究。首先,利用气相沉积法和机械剥离法制备了SnS、SnSe、α-In2Se3、CuInP2S6等二维硫族铁电材料,并对所制备二维硫族铁电材料的微观结构进行了表征,探究了不同生长参数对所制备材料质量的影响,分析了材料的生长机制,并实现了二维硫族铁电材料的可控性生长。同时,发展了二维硫族铁电材料畴结构的光学二次谐波表征方法,并搭建了相应的光学系统,通过改变入射光偏振角度和样品移动距离等参数,研究了样品产生光学二次谐波信号的相关变化,实现了二维硫族铁电材料铁电畴结构成像扫描和探测研究;另外,采用基于几何相位的Berry Phase方法,并结合第一性原理计算,通过改变晶格常数计算二维硫族铁电材料拉/压应变下和不同应变下的自发极化特性,并分析了二维硫族铁电材料极化与应变的关联。本项目研究将为设计和表征前景广阔的二维铁电材料提供了实验指导和依据。

项目成果

期刊论文数量(28)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(8)
First-principles predication of facet-dependent electronic and optical properties in InSe/GaAs heterostructure with potential in solar energy utilization
具有太阳能利用潜力的 InSe/GaAs 异质结构中晶面相关电子和光学特性的第一性原理预测
  • DOI:
    10.1016/j.jallcom.2020.155901
  • 发表时间:
    2020-11
  • 期刊:
    Journal of Alloys and Compounds
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Yong Tang;Meiping Liu;Yingtang Zhou;Chuanlai Ren;Xiangli Zhong;Jie Wang
  • 通讯作者:
    Jie Wang
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2020-07-01
  • 期刊:
    PHYSICA B-CONDENSED MATTER
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Tang,Yong;Zhong,Xiangli;Wang,Jinbin
  • 通讯作者:
    Wang,Jinbin
An Effective Strategy for Photoelectric Performance Enhancement of Two‐Dimensional Perovskite via Halogenating Organic Cation: A Theoretical Prediction
通过卤化有机阳离子增强二维钙钛矿光电性能的有效策略:理论预测
  • DOI:
    10.1002/pssb.201900599
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    physica status solidi (b)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yong Tang;Yingtang Zhou;Xiangli Zhong;Meiping Liu;Luo Yan;Hu;ong Hu;Jinbin Wang
  • 通讯作者:
    Jinbin Wang
Effect of interfacial delamination on coating crack in thick diamond-like carbon coatings under indentation
压痕下厚类金刚石碳涂层界面分层对涂层裂纹的影响
  • DOI:
    10.1007/s10409-020-00930-x
  • 发表时间:
    2020-03
  • 期刊:
    Acta Mechanica Sinica
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Wang Zhongbao;Xiangli Zhong;Jiang Limei;Fugang Qi;Xiaoping Ouyang;Jie Wang;Bin Liao;Jun Luo
  • 通讯作者:
    Jun Luo
Realization of a Flexible Humidity Sensor Based on α‐In 2 Se 3 Nanosheets
基于α-In 2 Se 3 纳米片的柔性湿度传感器的实现
  • DOI:
    10.1002/cnma.202100394
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    ChemNanoMat
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Xiaoya Zhang;Yiwei Wu;Xinhao Wang;Xiangli Zhong;Jinbin Wang;Yong Zhang
  • 通讯作者:
    Yong Zhang

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60Co-γ射线辐照对PbZr0.1Ti0.9O3(111)铁电薄膜性能的影响
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  • 作者:
    倪凯凯;钟向丽;宋宏甲;侯鹏飞;李波;王金斌;谭丛兵
  • 通讯作者:
    谭丛兵

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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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