掺杂石墨烯量子点的发光机理和超快过程研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11674337
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    66.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2204.超快超强光物理
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Two dimension SP2 structure of graphene and its composite structures have complex multiformities, their chemical modification, doping and tailoring of size and shape leave behind a large number of scientific problems to be resolved. Only if the breaking through of these key problems is made, the new outstanding graphene materials can then expand on many application field and lead the innovation of new.technologies. Graphene quantum dots, one of new rising luminescence materials in recent years, are the new research area of graphene, which include all the possibilty of bandgap engineering of the Graphene, especially the growing and the fabrication of the doping graphene quantum dots with high quantum yield gives the new ways to deep understand the doping mechanism and bandgap of the dopped graphenes. However the understanding of electronic structure and luminescence mechanism of graphene quantum dots is limited and blurred. The applied project will use the advance technique of ultrafast spectroscopy combined with the low temperature technique to thoroughly study the electronic level structure, luminescence mechanism and the pathway of energy transfer and relaxation of the doped graphene quantum dots. Through the studies of this model system, the applied project can help to push forward the study of graphene doping and band gap engineering-the key problem of graphene application, push forward the application of graphene quantum dots on the bio-sensing and bio-marking, OLED luminescence materials, etc.
石墨烯二维SP2结构及其复合纳米结构存在复杂的多样性,它的化学改性、掺杂和尺寸调节遗留了大量科学问题有待解决。只有在石墨烯掺杂和能带调控等关键科学问题上取得突破才能使优异的石墨烯新材料向各个应用领域渗透,引领技术革新。其中石墨烯量子点是近几年涌现的石墨烯研究新方向,包含了几乎所有石墨烯能带调控的方式,特别是高荧光量子产率掺杂石墨烯量子点的制备,为深入研究石墨烯掺杂的机理和能带带来了新途径。然而对掺杂石墨烯量子点的能带结构和发光机制的了解目前还众说纷纭、模糊不清。申请项目拟利用先进超快光谱技术和低温技术相结合对掺杂石墨烯量子点电子结构、发光机制和能量转移和耗散过程进行深入的研究,通过石墨烯量子点这一模型系统的研究,推动石墨烯掺杂和能带调控关键科学问题的解决,推动石墨烯量子点在生物荧光标记、OLED发光材料和生物传感等方面的应用。

结项摘要

项目围绕计划书的研究内容和目标,我们完成低温系统与共焦显微荧光系统联合的搭建,可进行可见光连续波长的荧光测试。具有超快降温、超低震动和超高的温度稳定性,温度在 4K-300K 可调,实现低温共焦显微荧光测量技术。完成了泵浦探测白光双光束系统的搭建,可进行400nm激发光泵浦,300-700nm白光探测。通过先进的超快光谱技术和低温技术来研究石墨烯量子点的掺杂形态,发光机制等,为研究制备具有不同物理和化学特性的石墨烯量子点提供技术方法。进一步地,以掺杂石墨烯量子点作为模型系统研究纳米材料体系中,掺杂能带调控的机制和途径,电子能级结构,基态和激发态特性以及超快能量传递和耗散途径等基础科学问题。在测试系统上进行了石墨烯量子点和钙钛矿材料体系的研究,在石墨烯量子点的掺杂结构和发光机理,钙钛矿材料的激射特性,极化激元和极化子耦合,和多效应发光方面取得重要进展。发表标注该项目资助的 SCI 论文 7 篇, EI 论文3篇,专利2项,其中ACS photonics 1篇,OPTICA 1 篇,Phys. Rev. A. 2篇,Optical Engineering 1篇,培养毕业硕士研究生4名,博士研究生1名。很好地完成项目预定研究目标。.另外,在本项目的支持下,开展了纳米荧光显微镜研究,相关工作发表在Optica,2019, 6, 1515,因在纳米荧光显微成像速度的突破性进展,被美国光学学会选中同步进行新闻发布(“Ghost Imaging Speeds Up Super-Resolution Microscopy--New nanoscopy approach poised to capture biological processes occurring inside cells at submilisecond speeds”)。之后,被著名物理和光学专业网站Phys.org和Photonics.com转发。

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(2)
Microwave-controlled optical double optomechanically induced transparency in a hybrid piezo-optomechanical cavity system
混合压电光机腔系统中的微波控制光学双光机诱导透明度
  • DOI:
    10.1103/physreva.98.013807
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Physical Review A
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Wu Shi-Chao;Qin Li-Guo;Jing Jun;Yan Tian-Min;Lu Jian;Wang Zhong-Yang
  • 通讯作者:
    Wang Zhong-Yang
Surface-acoustic-wave-controlled optomechanically induced transparency in a hybrid piezo-optomechanical planar distributed Bragg-reflector-cavity system
混合压电光机平面分布布拉格反射腔系统中的表面声波控制光机诱导透明度
  • DOI:
    10.1103/physreva.103.013719
  • 发表时间:
    2019-09
  • 期刊:
    PHYSICAL REVIEW A
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Shi-Chao Wu;Li Zhang;Jian Lu;Li-Guo Qin;Zhong-Yang Wang
  • 通讯作者:
    Zhong-Yang Wang
Electro-optic waveform interconnect based on quantum interference
基于量子干涉的电光波形互连
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Photonics Research
  • 影响因子:
    7.6
  • 作者:
    秦立国
  • 通讯作者:
    秦立国
MAPbBr3与MAPbBr3/(OA)2PbBr4核壳材料的尺寸效应和发光特性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    发光学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈梦珍;孙静;王中阳
  • 通讯作者:
    王中阳
Transition Between Exciton-Polariton and Coherent Photonic Lasing in All-Inorganic Perovskite Microcuboid
全无机钙钛矿微长方体中激子极化子与相干光子激光之间的转变
  • DOI:
    10.1021/acsphotonics.9b01413
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    ACS Photonics
  • 影响因子:
    7
  • 作者:
    Han Qi;Wang Jun;Lu Jian;Sun Liaoxin;Lyu Feiyi;Wang Hu;Chen Zhanghai;Wang Zhongyang
  • 通讯作者:
    Wang Zhongyang

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其他文献

面向阿尔茨海默病的脑网络多频融合图核
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    计算机学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    汪新蕾;王之琼;王中阳;信俊昌;谷峪
  • 通讯作者:
    谷峪
动态流变学评价血栓的力学特性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    介入放射学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨磊;王洪瑞;王中阳;刚芹果;王光磊;李艳
  • 通讯作者:
    李艳
基于能量方法设计的RC框架结构易损性分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    震灾防御技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王中阳;车佳玲;张尚荣;包超
  • 通讯作者:
    包超
Colossal permittivity of carbon nanotubes grafted carbon fiber-reinforced epoxy composites
碳纳米管接枝碳纤维增强环氧复合材料的巨介电常数
  • DOI:
    10.1016/j.matlet.2017.10.026
  • 发表时间:
    2018-01
  • 期刊:
    Materials Letters
  • 影响因子:
    3
  • 作者:
    王兴辉;王成国;王中阳;王延相;路瑞佼;秦建杰
  • 通讯作者:
    秦建杰
Mutual catalysis of entanglement transformations for pure entangled states
纯纠缠态纠缠变换的相互催化
  • DOI:
    10.1103/physreva.65.022307
  • 发表时间:
    2002-01
  • 期刊:
    Phys. Rev. A
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    冯勋立;王中阳;徐至展
  • 通讯作者:
    徐至展

其他文献

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相似海外基金

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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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