拓扑半金属及拓扑边缘态光电响应及热电子输运研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11704031
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    32.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2202.光与物质相互作用
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Topological semimetals are the extension of the concept of wave function topology in semimetal systems. The study of the singularity caused by the topological properties of the wave function in the topological semimetal is of great significance for understanding the effect of topological properties on the properties of the material. In addition, the zero-bandgap characteristic of semimetal makes it very suitable for optoelectronic applications, the research on the photoelectric response of topological semimetal is the basis of optoelectronic application using this emerging material system..The aim of this project is to study the photoelectric properties of topological semimetals represented by Weyl semimetals and their edge states, and to explore the singular photoelectric response behavior caused by the topology of materials. In this project, we will study the photoelectric properties of topological semimetals, such as type II Weyl Semimetal MoTe2 and WTe2, and their topological edge states by using scanning photocurrent spectroscopy and time-resolved photocurrent spectroscopy. The research will focus on the singular photoelectric response caused by wave function topology and topological edge. The research explores the hot carriers transport rules after photo excitation in topological semimetal and the method of enhancing the efficiency of hot electrons generation by introducing topological edge states or plasmons. This project will lay the foundation for the application of topological semimetals in optoelectronics.
拓扑半金属是波函数拓扑概念在半金属体系的延伸,对拓扑半金属中由波函数拓扑性质引起的奇异特性的研究,对于理解拓扑性质对材料物性的影响具有重要意义。此外,拓扑半金属的零带隙、高迁移率等特性使得其非常适合光电方面的应用,对拓扑半金属光电响应性质的研究,为探索这一新兴材料体系在光电方面的应用奠定基础。.本项目旨在研究以Weyl半金属为代表的拓扑半金属材料及其边缘态的光电响应性质,探索由材料拓扑性质所引起的奇异的光电响应行为。研究将以MoTe2 及WTe2等第二类Weyl半金属为研究体系,采用微区扫描光电流谱、时间分辨光电流谱等实验手段,对拓扑半金属及其拓扑边缘态的光电响应性质等进行系统研究,着重探究材料拓扑性及拓扑边缘态所引起的奇异的光电响应行为。探索拓扑半金属在光激发后的热载流子输运规律以及利用拓扑边缘态增强热电子的产生效率的方法,为拓扑半金属材料在光电探测等光电子方面的应用奠定基础。

结项摘要

本项目旨在研究拓扑半金属材料、拓扑绝缘体材料两大类材料的光电响应性质,以及这两类材料中拓扑边缘态对光电响应性质的影响。项目执行过程中,我们对外尔半金属材料WTe2、TaIrTe4,节线半金属材料Nb3SiTe6,拓扑绝缘体材料MnBi2Te4及Bi4Br4的光电响应及热载流子输运性质进行了研究并取得了很好的研究结果。我们发现了Weyl半金属材料WTe2边界位置由于对称性破缺而导致的光电响应并给出了系统研究结果并分析了光电流产生的机制,我们同时还指出了拓扑边缘态在光电响应中可能起到的作用,为后续理论及实验工作奠定了基础。另外,我们发现节线半金属材料Nb3SiTe6中存在较高的热电系数,热电输运结果给出了热电系数在不同条件下的具体数值,同时光电响应测试结果也表明光致热电效应是该材料中光电响应的主要机制。我们的研究成果加深了对拓扑材料光电响应性质的认识和理解,为基于拓扑材料的新型光电器件提供物理基础。另外,研究结果在光电探测领域具有潜在的应用价值。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Thermoelectric properties of layered ternary telluride Nb 3 SiTe 6
层状三元碲化物Nb 3 SiTe 6 的热电性能
  • DOI:
    10.1103/physrevmaterials.4.094205
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    PHYSICAL REVIEW MATERIALS
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Yahui Pang;Emad Rezaei;Dongyun Chen;Si Li;Yu Jian;Qinsheng Wang;Zhiwei Wang;Junxi Duan;Mona Zebarjadi;Yugui Yao
  • 通讯作者:
    Yugui Yao
Robust edge photocurrent response on layered type II Weyl semimetal WTe2
层状 II 型 Weyl 半金属 WTe2 的鲁棒边缘光电流响应
  • DOI:
    10.1038/s41467-019-13713-1
  • 发表时间:
    2019-12-16
  • 期刊:
    NATURE COMMUNICATIONS
  • 影响因子:
    16.6
  • 作者:
    Wang, Qinsheng;Zheng, Jingchuan;Sun, Dong
  • 通讯作者:
    Sun, Dong

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其他文献

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王钦生的其他基金

二维半金属/窄带隙半导体异质结的时间-空间分辨光电响应研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    63 万元
  • 项目类别:

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

        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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