钙钛矿结构自旋及电荷调控掺杂BaTiO3新型磁性氧化物材料的探索

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基本信息

  • 批准号：
    10904150
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    23.0万
  • 负责人：
    杨杰
  • 依托单位：
    中国科学院合肥物质科学研究院
  • 学科分类：
    A2007.磁学及自旋电子学
  • 结题年份：
    2012
  • 批准年份：
    2009
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2010-01-01 至2012-12-31

项目摘要

钙钛矿型氧化物蕴含着庞磁电阻、超导、铁电、介电、热释电、压电、光电等十分丰富的物理性质，其中铁磁性半导体作为一类重要的自旋电子学材料，由于其潜在的应用背景而备受关注。一般的磁性半导体，如III-V族化合物和过渡金属氧化物TiO2或ZnO只能通过单一的掺杂元素来调控其磁性和输运行为，本项目提出用两个元素在BaTiO3母体材料上同时实现自旋及电荷掺杂。通过改变掺杂元素和掺杂量，系统地研究自旋及电荷掺杂BaTiO3 (包括块材和薄膜)体系的结构、电输运、热输运、磁性、霍尔效应以及介电性质，实现对BaTiO3母体材料自旋和电荷的独立调控；同时开展薄膜样品光诱导效应方面的研究，揭示其作用规律及机理，可能导致新的物理现象和功能材料的发现，以期为设计和探索新型的、具有应用背景的磁性半导体材料提供实验和理论依据。

结项摘要

钙钛矿型过渡金属氧化物蕴含着庞磁电阻、超导、铁电、介电、热释电、压电、光电等十分丰富的物理性质。其中，磁性半导体作为一类重要的自旋电子学材料，由于其潜在的应用背景而备受关注。一般的磁性半导体，如III-V族化合物和过渡金属氧化物TiO2或ZnO只能通过单一的掺杂元素来调控其磁性和输运行为。本项目原计划通过两个元素在Ba(Sr)TiO3母体材料中同时实现自旋和电荷掺杂：通过自旋掺杂引入磁性原子，通过电荷掺杂引入载流子，希望通过引入的载流子作为媒介，从而使引入的磁性原子发生交换作用，使绝缘体BaTiO3变成磁性的半导体。制备了一系列的Ba1-x-yLax+yTi1-xMxO3(M= Cr,Fe,Co) 和Sr1-x-yLax+yTi1-xCoxO3样品，通过磁、输运性质的测量，结果显示Ba1-x-yLax+yTi1-xMxO3(M= Cr,Fe,Co) 样品都表现出类居里外斯顺磁性，其中Ba1-x-yLax+yTi1-xCrxO3 中出现了调控掺杂诱导铁磁性的征兆；而Sr1-x-yLax+yTi1-xCoxO3部分样品有顺磁-亚铁磁的相变。通过系统分析，我们提出了自旋和电荷调控掺杂铁磁性半导体的设计原则，将来在改进样品制备手段和选用合适材料后，有望获得高Tc的磁性半导体。

项目成果

期刊论文数量（10）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Electron paramagnetic resonance investigation of the electron-doped manganite La1-xTexMnO3
电子掺杂亚锰矿 La1-xTexMnO3 的电子顺磁共振研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Physical Chemistry Chemical Physics
  • 影响因子：
    3.3
  • 作者：
    J. Yang;X. Rong;D. Suter;Y. P. Sun
  • 通讯作者：
    Y. P. Sun
Magnetic and dielectric properties of Aurivillius phase Bi4.2Nd0.8Ti3Fe0.5Co0.5O15
Aurivilius相Bi4.2Nd0.8Ti3Fe0.5Co0.5O15的磁和介电性能
  • DOI：
    10.1209/0295-5075/96/67006
  • 发表时间：
    2011-12
  • 期刊：
    Europhysics Letters: A Letters Journal Exploring the Frontiers of Physics
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    J. Yang;L. H. Yin;D. F. Shao;X. B. Zhu;J. M. Dai;Y. P. Sun
  • 通讯作者：
    Y. P. Sun
Study of doping effect, phase separation and heterojunction in CMR manganites
CMR锰氧化物的掺杂效应、相分离和异质结研究
  • DOI：
    10.1007/s11433-012-4964-6
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Science China: Physics, Mechanics and Astronomy
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    J. Yang;Y. P. Sun
  • 通讯作者：
    Y. P. Sun
Magnetic and dielectric properties of Aurivillius phase Bi6Fe2Ti3O18 and the doped compounds
Aurivilius 相 Bi6Fe2Ti3O18 及其掺杂化合物的磁和介电性能
  • DOI：
    10.1063/1.4732526
  • 发表时间：
    2012-07-02
  • 期刊：
    APPLIED PHYSICS LETTERS
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    Yang, J.;Yin, L. H.;Sun, Y. P.
  • 通讯作者：
    Sun, Y. P.
Ferrimagnetic transition in the compound Sr0.9La0.1Ti0.9Co0.1O3
化合物Sr0.9La0.1Ti0.9Co0.1O3中的亚铁磁转变
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Applied Physics Letters
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    X. B. Zhu;Z. R. Yang;Y. P. Sun;Y. P. Lee
  • 通讯作者：
    Y. P. Lee

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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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