基体表面笼形镧系金属原子掺杂硅团簇的结构、电子和磁性质研究

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基本信息

  • 批准号:
    11904411
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2104.团簇物理
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Silicon clusters, with unique cage structure and superatomic character, have shown great potential applications in future spintronic devices. However, due to the existence of dangling bonds, the caged silicon clusters are generally unstable. The lanthanide dopants can not only stabilize the silicon cage, but also bring appealing magnetic properties due to their unique electronic structures. To promote the applications of silicon clusters in nano-assembly materials, it is therefore of great importance to deposit these caged clusters on substrate and investigate their structural, electronic and magnetic properties. In this project, the deposited lanthanide doped silicon clusters, SinLn (n=16、20; Ln=Pr、Eu、Gd、Ho、Lu), will be investigated by Raman spectroscopy, X ray and ultraviolet photoelectron spectroscopy, and X-ray magnetic circular dichroism, in combination with density functional theory calculations, respectively. It will allow us to clarify and deepen the understanding of the effects of the interactions between dopant-silicon, cluster-substrate and cluster-cluster etc. to the structural, electronic and magnetic properties of the deposited clusters, as well as reveal the magnetic exchange couplings. The success of the present project will eventually promote the application of lanthanide doped silicon clusters as building blocks in constructing spintronic nano-assembly devices.
具有超原子特性的笼形结构硅团簇可以作为未来自旋电子纳米器件的构建基元。然而笼形硅团簇存在悬空键,具有化学不稳定性,镧系金属原子掺杂不仅有助于硅团簇形成稳定的内嵌笼形结构,同时由于其特殊的电子结构,能带来优异的磁性能。因此将这些具有笼形结构的掺杂硅团簇沉积到基体表面,并系统研究其结构、电子和磁性性质,具有重要意义。本项目拟以SinLn(n=16、20; Ln=Pr、Eu、Gd、Ho、Lu)团簇为研究对象,通过拉曼光谱表征团簇结构、利用X射线和紫外光电子能谱研究其电子结构、采用X射线磁圆二色谱测量其磁性质,结合理论计算系统深入研究镧系金属掺杂硅团簇在基体表面的稳定结构、电子和磁性质,阐明掺杂原子−硅、团簇−基体、团簇−团簇间等相互作用对团簇结构、电子和磁性质的影响机理,揭示团簇的磁耦合机制,从而推动镧系金属掺杂硅团簇作为构建基元在磁性纳米组装材料中的应用。

结项摘要

具有特定尺寸的超小团簇因为其量子尺寸效应,常常具有不同块体材料的物理化学性质。本项研究通过具有质量选择功能的磁控溅射团簇设备,将特定尺寸的团簇沉积在基体上,结合先进表征手段及DFT理论计算,系统研究了团簇在基体表面的电子结构、磁性能和催化性能等。具体内容如下:结合DFT理论计算系统阐述了硅-镧系金属原子间电子相互作用、硅团簇-富勒烯电子相互作用等对镧系金属原子,尤其是磁矩的影响机理;结合实验与理论计算,对沉积金属团簇的电催化性能进行了系统研究,揭示了团簇量子效应、团簇-载体间相互作用等对其催化性能的影响机制。本项研究将加深人们对团簇在基体表面物理化学性质的认识。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Enhanced Methanol Electro‐Oxidation Activity of Nanoclustered Gold
增强纳米簇金的甲醇电氧化活性
  • DOI:
    10.1002/smll.202004541
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Wiley
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Anupam Yadav;Yejun Li;Ting-Wei Liao;Kuo-Juei Hu;Jeroen Scheerder;Olga V. Safonova;Tibor Höltzl;Ewald Janssens;Didier Gr;jean;Peter Lievens
  • 通讯作者:
    Peter Lievens
Ultrafast Fabrication of Cu Oxide Micro/Nano-structures via Laser Ablation to Promote Oxygen Evolution Reaction
通过激光烧蚀促进析氧反应超快制备氧化铜微/纳米结构
  • DOI:
    10.1016/j.cej.2019.123086
  • 发表时间:
    2020-03
  • 期刊:
    Chemical Engineering Journal
  • 影响因子:
    15.1
  • 作者:
    Yejun Li;Xinfeng Zhou;Weihong Qi;Haipeng Xie;Kai Yin;Yonggang Tong;Jun He;Shen Gong;Zhou Li
  • 通讯作者:
    Zhou Li
Unraveling the Electronic Effect of Transition-Metal Dopants (M = Fe, Co, Ni, and Cu) and Graphene Substrate on Platinum–Transition Metal Dimers for Hydrogen Evolution Reaction
揭示过渡金属掺杂剂(M = Fe、Co、Ni 和 Cu)和石墨烯基底对铂过渡金属二聚体析氢反应的电子效应
  • DOI:
    10.1021/acs.inorgchem.2c02192
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    American Chemical Society
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yangfan Liu;Ran Duan;Xiang Li;Ling Luo;Jun Gong;Gufei Zhang;Yejun Li;Zhou Li
  • 通讯作者:
    Zhou Li
Hierarchical CoFe oxyhydroxides nanosheets and Co2P nanoparticles grown on Ni foam for overall water splitting
在泡沫镍上生长的分层 CoFe 羟基氧化物纳米片和 Co2P 纳米颗粒用于整体水分解
  • DOI:
    10.1016/j.electacta.2020.136994
  • 发表时间:
    2020-11-10
  • 期刊:
    ELECTROCHIMICA ACTA
  • 影响因子:
    6.6
  • 作者:
    Duan, Ran;Li, Yejun;Qi, Weihong
  • 通讯作者:
    Qi, Weihong
Fast and Deep Reconstruction of Coprecipitated Fe Phosphates on Nickel Foams for an Alkaline Oxygen Evolution Reaction
镍泡沫上共沉淀磷酸铁的快速深度重构用于碱性析氧反应
  • DOI:
    10.1021/acs.jpclett.1c04136
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    The Journal of Physical Chemistry Letters
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Ran Duan;Yejun Li;Shu Wang;Jun Gong;Yonggang Tong;Weihong Qi
  • 通讯作者:
    Weihong Qi

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其他文献

超短脉冲激光自生磁场同位素分离实验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    原子能科学技术
  • 影响因子:
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  • 作者:
    李业军;席晓峰;王雷剑;路建新;张海峰;张骥;汤秀章
  • 通讯作者:
    汤秀章
基于天光一号装置的激光直接驱动准等熵压缩研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    原子能科学技术
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  • 作者:
    张品亮;王钊;李宇;田宝贤;李业军;殷倩;汤秀章
  • 通讯作者:
    汤秀章
KrF激光照射约束层靶驱动产生高速飞片研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    航天器环境工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    殷倩;汤秀章;李业军;王钊;田宝贤;张品亮
  • 通讯作者:
    张品亮

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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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