金属掺杂氮化铜晶体的原位合成及其导电机理研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11364011
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    57.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2002.凝聚态物质力热光电性质
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

The main purpose of the project is to obtain the conductive mechanism of metal doped copper nitride (Cu3N) material by experiments combined with theoretical calculations.In particular, the relationship between the structure and properties of the semiconductor material will be studied.The metal doped Cu3N will be prepared using in-situ synthesis method at high temperature and high pressure with copper salts (oxide), nitrides, matel salts,etc. as raw materials. The microstructure, composition, and electrical properties of the metal doped Cu3N will be tuned effectively by changing the stoichiometry of raw materials and synthesis conditions. The crystal structure parameters, composition, and electrical properties of the metal doped Cu3N will be characterized by X-ray single crystal diffraction technique (XRD), Scanning tunneling microscope (STM), Hall effect tester, and so on. The relationship between chemical composition, crystal structure parameters, and electrical properties of the metal doped Cu3N will be analyzed. Based on the experimental results,the large crystal package model of metal doped Cu3N will be established by the SIESTA software, which is based on the Density Functional Theory. Based on the calculation results of band structure,carrier transport model will be established by the quantum transport theory. The electronic transport properties of metal doped Cu3N will be calculated, and the intrinsic relationship between crystal structure parameters, composition, and electronic properties of the metal doped Cu3N will be explored. According to simulation results, metal doped Cu3N will be prepared by in-situ method, and the crystal conductive mechanism of metal doped Cu3N will be clarified.Then, the scientific connotation of the semiconductor crystal material conductive phenomenon will be revealed.
项目采用实验与理论相结合的方法,研究金属掺杂氮化铜(Cu3N)晶体结构与性能之间的内在关系,探讨其导电机理。以铜盐和氮化剂为原料,金属盐为掺杂剂,在高温、高压下原位合成金属掺杂Cu3N晶体,通过改变合成原料、掺杂剂等的化学配比及合成技术条件,实现对金属掺杂Cu3N晶体的结构参数、组分的有效调控。利用XRD、STM及霍尔效应仪等分析样品的结构参数、组分与电学性能参数,并对它们之间的关系进行详细研究。在实验研究结果的基础上,基于密度泛函理论,应用SIESTA软件建立金属掺杂Cu3N超胞模型,计算其能带结构;基于量子输运理论,建立金属掺杂Cu3N载流子输运模型,进行电输运特性的理论计算,分析金属掺杂Cu3N晶体的结构参数、组分与电输运性能间的内在联系。根据理论计算结果,原位合成金属掺杂Cu3N晶体,进行深入研究,阐明金属掺杂Cu3N晶体的导电机理,进而揭示半导体晶体材料导电现象的有关科学内涵。

结项摘要

该项目采用实验与理论研究相结合的方法,研究了金属掺杂氮化铜(Cu3N)晶体结构参数与性能间的内在关系,探索其导电机理。通过改变实验制备工艺参数及掺杂等技术手段,实现了对Cu3N晶体的结构参数、组分的有效调控。采用SEM、AFM、XPS、XRD以及UV-Vis、荧光磷光光谱仪、霍尔效应测试仪等分析测试手段对金属掺杂Cu3N的表面形貌、晶体组分、晶格常数和晶粒尺寸以及光学、电学性能等参数进行了表征、分析,并对其结构和性能之间的关系进行了深入的分析。项目着重研究了Ag、Pb等金属掺杂Cu3N晶体结构与光学、电学性能之间的关系。结合实验研究结果,采用CASTEP软件建立金属掺杂Cu3N结构模型,计算其能带结构,分析了金属掺杂Cu3N晶体结构参数、组分与能带结构间的联系。通过研究掺杂金属原子在Cu3N晶格中占位情况及不同温度、磁场下Cu3N霍尔系数变化等,得到了金属掺杂Cu3N的载流子浓度、迁移率、寿命及能级缺陷等一些重要电学性质参数与晶体结构及组分的关系,深入探讨了Cu3N晶体的导电机理。在本项目的支持下,项目研究成果在”Journal of physics D: Applied Physics”和“RSC Advances”等学术期刊发表论文18篇(其中SCI源刊17篇),申请发明专利2项,很好地完成了项目的研究任务,培养硕士研究生7名、青年教师2人,项目组的科研能力得到了明显的提升。

项目成果

期刊论文数量(18)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Carbon Nanotube Doped with Gaseous-phase Silica/Sulfur Composite as a Cathode Material for High-performance Lithium-Sulfur Batteries
气相二氧化硅/硫复合材料掺杂碳纳米管作为高性能锂硫电池正极材料
  • DOI:
    10.20964/2017.12.32
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    International Journal of Electrochemical Science
  • 影响因子:
    1.5
  • 作者:
    Guo Yafang;Jiang Aihua;Qi Meng;Hou Yongxuan;Xiao Jianrong
  • 通讯作者:
    Xiao Jianrong
Evolution of the mechanical and tribological properties of DLC thin films doped with low-concentration hafnium on 316L steel
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  • DOI:
    10.1088/1361-6463/aa9c2d
  • 发表时间:
    2018-01
  • 期刊:
    Journal of Physics D-Applied Physics
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Qi Meng;Xiao Jianrong;Gong Chenyang;Jiang Aihua;Chen Yong
  • 通讯作者:
    Chen Yong
Preparation, Structure, Properties, and Application of Copper Nitride (Cu3N): A Review
氮化铜(Cu3N)的制备、结构、性能和应用:综述
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Journal of Materials Science & Technology
  • 影响因子:
    10.9
  • 作者:
    Aihua Jiang;Meng Qi;Jianrong Xiao
  • 通讯作者:
    Jianrong Xiao
Preparation of Reduced Graphene Oxide Aerogel and its Application in Lithium Sulfur Battery
还原氧化石墨烯气凝胶的制备及其在锂硫电池中的应用
  • DOI:
    10.20964/2017.12.450
  • 发表时间:
    2017-12
  • 期刊:
    International Journal of Electrochemical Science
  • 影响因子:
    1.5
  • 作者:
    Xiao Jianrong;Yang Zhiyun;Wang Hongzhe;Guo Yafang;Tao Zengren
  • 通讯作者:
    Tao Zengren
Reduction of graphene oxide gel with carbon nanotube,sulfur cathode material preparation and electrochemical performance
碳纳米管还原氧化石墨烯凝胶、硫正极材料制备及电化学性能
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    RSC Advances
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Jianrong Xiao;Hongzhe Wang;Yongxuan Hou;Yafang Guo
  • 通讯作者:
    Yafang Guo

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    --
  • 发表时间:
    2014
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    张灵志

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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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