基于石墨烯的超快太赫兹波的产生和显微

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61107085
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    28.0万
  • 负责人：
    田震
  • 依托单位：
    天津大学
  • 学科分类：
    F0504.红外与太赫兹物理及技术
  • 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

太赫兹科学技术有很重要的学术研究价值，在国民经济和国防建设领域有着极.其重要的应用前景。而相干太赫兹源的研究尤其是小型化、集成化太赫兹源的研究是太赫兹.通信、成像等应用能够付诸实际应用的前提。其中半导体表面电场发射太赫兹技术具有材料获取方便、易于集成和操控等独特优点。鉴于石墨烯具有半导体材料所具有的表面电场发射太赫兹波的特性，我们提出旨在基于石墨烯产生超快宽带太赫兹波，并通过石墨烯与单模光纤集成，实现太赫兹波的超高分辨率显微成像。通过实验观测与系统理论分析总结，揭示太赫兹产生和显微过程中所蕴含的基本物理规律与机理；通过对这些机理的掌握，制备新型的紧凑微型化、高分辨率相干超快宽带太赫兹源。

结项摘要

本项目基于石墨烯具有的飞秒激光激发表面电场发射特性，提出旨在基于石墨烯产生超快宽带太赫兹波，并通过石墨烯与单模光纤集成，实现太赫兹波的超高分辨率显微成像。通过实验观测和系统理论分析，我们获得了基于飞秒激光激发石墨烯的太赫兹波，但是由于石墨烯厚度的限制导致飞秒激光与石墨烯相互作用有限，获得的太赫兹信号比较微弱，难以和光纤集成进行显微成像研究。因此我们改进了研究计划，利用太赫兹探针天线实现了太赫兹近场显微系统的搭建。并且在此过程中，我们发现了石墨烯在太赫兹波段的一些新颖特性，进行了一些有意义的研究工作，包括：1、研究了石墨烯与硅（Si）、石英（Quartz）等衬底材料的结合机制，并测试和分析了不同衬底材料及层数的石墨烯在太赫兹波段的透过率以及电导率差异；2、以硅为衬底的石墨烯样品上蒸镀电极形成肖特基结构，制作成太赫兹肖特基二极管，利用激光和电压调制石墨烯样品的化学势，结合硅基底的载流子扩散，为石墨烯提供了大量载流子，从而实现了高达83%的宽带太赫兹振幅调制。3、将石墨烯涂覆在太赫兹超材料结构上，利用光电手段（低于1V的偏压）实现了超过60%的太赫兹波窄带振幅调制；4、利用太赫兹超材料传感石墨烯，为太赫兹波段高对比度石墨烯成像提供实验依据;5. 搭建了一套太赫兹近场显微系统。

项目成果

期刊论文数量（8）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（1）
专利数量（0）
Distinguishing octane grades in gasoline using terahertz metamaterials
使用太赫兹超材料区分汽油中的辛烷等级
  • DOI：
    10.1364/ao.51.003258
  • 发表时间：
    2012-06-01
  • 期刊：
    APPLIED OPTICS
  • 影响因子：
    1.9
  • 作者：
    Li, J.;Tian, Z.;Zeng, Z.
  • 通讯作者：
    Zeng, Z.
太赫兹亚波长人工结构传感应用
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    物理
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    田震
  • 通讯作者：
    田震
Polarization-Independent Plasmon-Induced Transparency in a Fourfold Symmetric Terahertz Metamaterial
四重对称太赫兹超材料中与偏振无关的等离激元诱导透明度
  • DOI：
    10.1109/jstqe.2012.2200656
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics
  • 影响因子：
    4.9
  • 作者：
    Zhang Xueqian;Li quan;Cao Wei;Gu Jianqiang;Tian Zhen;Han Jiaguang;Zhang Weili
  • 通讯作者：
    Zhang Weili
Broadband Terahertz Wave Deflection Based on C‐shape Complex Metamaterials with Phase Discontinuities (Adv. Mater. 33/2013)
基于具有相位不连续性的 C 形复杂超材料的宽带太赫兹波偏转 (Adv. Mater. 33/2013)
  • DOI：
    10.1002/adma.201370210
  • 发表时间：
    2013-09
  • 期刊：
    Advanced Materials
  • 影响因子：
    29.4
  • 作者：
    Zhang Xueqian;Tian Zhen;Yue Weisheng;Gu Jianqiang;Zhang Shuang;Han Jiaguang;Zhang Weili
  • 通讯作者：
    Zhang Weili
A perfect metamaterial polarization rotator
完美的超材料偏振旋转器
  • DOI：
    10.1063/1.4826536
  • 发表时间：
    2013-10-21
  • 期刊：
    APPLIED PHYSICS LETTERS
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    Cong, Longqing;Cao, Wei;Zhang, Weili
  • 通讯作者：
    Zhang, Weili

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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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