多层堆垛黑磷烯的超低频拉曼光谱研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11904318
  • 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:
    A20.凝聚态物理
  • 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

As a novel two-dimensional anisotropic material, black phosphorus (BP) has direct adjustable band gap with high mobility, which makes up for the shortcomings of graphene and transition metal dichalcogenides, and therefore has broad application potential. The electronic structure of multilayer two-dimensional materials is tightly related to their layer stacking, so it is of great significance to explore the stacking type and twist angle of few layer BP. However, the effects of accurately characterizing the layer number, stacking type and twist angle of BP on its electronic and optical properties have not been fully resolved. ..Ultra-low frequency Raman spectroscopy can reveal key information of stacking black phosphorus, which is a very important experimental method. ..Based on the above analysis, this project aims at studying the effects of layer numbers, stacking types and twist angles of BP on its photoelectric properties. Utilizing ultra-low-frequency Raman spectroscopy and angular resolved Raman spectroscopy, the collective compression mode (CCM) and breathing mode (BM) will be characterize. The dependence between the three parameters, including layer numbers, stacking types and twist angles, and the frequency and intensity of CCM and BM will be analysed, which will not only realise the rapid identification but also reveal the effects of stacking type and twist angle on the photoelectric characteristics of layer coupling, band structures and optical properties of BP. By establishing a prediction model based on ultra-low frequency vibration modes, it is possible to tune the electronic band gaps of various stacking BP and to optimise the standard linear-chain model. This project provides a novel experimental idea for revealing the stacking mechanism and photoelectric characteristics of multilayer BP, and provides scientific evidence for its application in the field of photoelectricity.
黑磷作为一种高迁移率、能隙可调的各向异性直接带隙新型二维材料,弥补了石墨烯和过渡金属硫化物的缺点,应用前景广阔。多层二维材料的光电特性与其堆垛类型有关,因此探索黑磷烯的堆垛方式与旋转角度意义重大。然而,实验上精准表征层数、堆垛方式、旋转角度及其对黑磷烯光电特性的影响的研究尚不充分。超低频拉曼光谱能揭示黑磷堆垛的关键信息,是十分重要的实验方法。鉴于此,本项目拟以研究黑磷烯堆垛层数、方式和旋转角度对其光电特性的影响为目标,利用超低频与角分辨拉曼光谱,表征集体压缩模和呼吸模,研究黑磷烯层数、堆垛方式和角度与振动模频率、强度的依赖关系,实现快速精准指认,并分析其对层间耦合、能带结构和光学特性的影响。通过建立基于超低频振动模的预测模型,达到对各类堆垛黑磷烯的电子带隙调谐,并对线性原子链模型优化补充。本项目为揭示多层黑磷烯的堆垛机制和光电特性提供了新的实验思路,为实现其在光电领域的应用提供了科学依据。

结项摘要

黑磷作为一种高迁移率、能隙可调的各向异性直接带隙新型二维材料,弥补了石墨烯和过渡金属硫化物的缺点,应用前景广阔。多层二维材料的光电特性与其堆垛类型有关,因此探索黑磷烯的堆垛方式与旋转角度意义重大。然而,实验上精准表征层数、堆垛方式、旋转角度及其对黑磷烯光电特性的影响的研究尚不充分。超低频拉曼光谱能揭示黑磷堆垛的关键信息,是十分重要的实验方法。. 因此,本项目以研究多层黑磷烯堆垛层数、方式和扭曲角度对其光电特性的影响为目标,提出了利用超低频拉曼结合角分辨拉曼光谱表征黑磷烯超低频剪切模和呼吸模的方法,实现了对黑磷烯层数的快速精确指认以及对黑磷烯堆垛方式和扭曲角度的表征,并结合已有理论得到不同堆垛层数、方式、角度对黑磷烯电子结构和光学特性的影响,建立了基于超低频特征峰振动频率与强度的预测模型,达到对不同堆叠方式与角度的多层黑磷烯的电子带隙调谐,进而对线性原子链模型进行优化补充。超低频拉曼峰的偏振研究表明,大多数双层黑磷样品倾向于AB堆垛。此外,我们能够通过超低频Ag3和B3g模式的最小强度来指认双层黑磷样本的各种堆叠扭曲角。. 通过本项目的研究,为多层黑磷烯堆垛层数、堆垛方式和旋转角度的表征提供重要的实验方法,也为其他各向异性二维材料的拉曼光谱研究提供可借鉴的实验思路。这是实现新型二维材料黑磷烯在晶体管、光电器件、生物医药、太阳能电池等领域的应用急需解决的关键问题,具有重要的研究意义和应用价值。

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(3)
基于超低频拉曼光谱的有机磷农药的研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    光散射学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郭广生;沈艳婷;吴家伟;蒋兹钰;朱奇峰
  • 通讯作者:
    朱奇峰
酒精混合液的超低频拉曼光谱研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    光散射学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    蒋兹钰;沈艳婷;吴家伟;郭广生;朱奇峰;陈卓
  • 通讯作者:
    陈卓

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其他文献

NaOH-NaClO腐蚀液制备太阳电池用多晶硅绒面的研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    半导体光电
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄仕华;沈艳婷
  • 通讯作者:
    沈艳婷
柴胡皂苷d对急性肝损伤小鼠高迁移率族蛋白B1表达的影响
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    时珍国医国药
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    李勇
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  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 作者:
    李勇;刘进锴;林柳兵;阙任烨;沈艳婷;陶智会
  • 通讯作者:
    陶智会
Curvature analysis of single layer graphene on the basis of extreme low-frequency Raman spectroscopy
基于极低频拉曼光谱的单层石墨烯曲率分析
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2019-04
  • 期刊:
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  • 作者:
    沈艳婷;戴恩文;刘夏吟;潘卫清;杨焕平;熊必涛;Zerulla D
  • 通讯作者:
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柴胡皂苷d 对肝星状细胞内雌激素受体转录激活的影响
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈懿榕;阙任烨;刘进锴;沈艳婷;晏旎;李勇
  • 通讯作者:
    李勇

其他文献

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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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