EMCD和ALCHEMI研究单个DMS纳米结构的铁磁性内禀属性

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项目介绍
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基本信息

  • 批准号：
    50902014
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    20.0万
  • 负责人：
    张志华
  • 依托单位：
    大连交通大学
  • 学科分类：
    E0209.无机非金属类高温超导与磁性材料
  • 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

传统方法不能同时进行单个稀磁半导体(DMS)纳米结构磁性质测量和二次相判定，无法直接确定铁磁性是否为其内禀属性。本项目利用通道增强微分析(ALCHEMI)和电子磁手性二色性谱(EMCD)，研究单个ZnO基稀磁半导体纳米材料的铁磁性内禀属性问题。确定掺杂离子在ZnO基体中的掺杂位置；在透射电镜下选择特殊的散射条件，构造出与X射线极化光－左旋光和右旋光等价的电子束，研究掺杂离子能量损失边的二向色性；原位加移磁场，研究二向色性谱的变化；结合同时得到的单个纳米结构的微观结构，区分磁性的类型并确定铁磁性是否是材料的内禀属性。该项目利用透射电镜的高空间分辨率，深入探讨稀磁半导体磁性掺杂离子掺杂位置、电子结构以及磁性质之间的关系，实现单个稀磁半导体纳米结构铁磁性内禀属性的判定，为理解稀磁半导体磁性起源奠定了基础，对实现其应用具有重要意义。

结项摘要

过渡金属元素掺杂稀磁半导体（Dilute Magnetic Semiconductors，DMS）材料是较早发现的具有室温铁磁性的 DMS材料，引起了人们的极大关注。但该材料发展中存在一重要问题：即，该材料体系中过渡金属元素可能形成磁性团簇，室温铁磁性可能不是该材料的内禀属性，这严重制约了材料的发展。本项目围绕该问题，展开了系统的研究，取得了一系列有特色的创新性成果，顺利完成了研究计划。3年来，共完成标注资助SCI收录论文7篇，大会邀请报告1次。应用通道增强微分析（ALCHEMI）确定了过渡金属元素掺杂在 ZnO基体的 Zn 取代位；应用电子磁圆二色（EMCD）方法证明 Fe 掺杂 ZnO 稀磁半导体不具有室温铁磁性，而 Co 掺杂 ZnO DMS材料中铁磁性为其内禀属性。研究发现，Fe 掺杂ZnO 和Co 掺杂 ZnO 具有极其相似的晶体结构，宏观性质却完全不同，缺陷和基体中元素的自旋极化起至关重要的作用。利用电子显微学分析手段，结合第一性原理计算，研究缺陷的不同类型、与磁性离子相对位置、浓度以及分布等对 DMS 材料电子结构的影响；研究了 O 元素和 Zn 元素的自旋极化与材料的宏观磁性质的关系。本研究解决了DMS材料研究领域室温铁磁性的判定问题，使ALCHEMI-EMCD方法成为判定单根纳米材料铁磁性内禀属性的实验证据。

项目成果

期刊论文数量（9）
专著数量（1）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Raman scattering and magnetizations studies of (Al, Cr)-codoped 4H-SiC
(Al, Cr) 共掺杂 4H-SiC 的拉曼散射和磁化强度研究
  • DOI：
    10.1016/j.jmmm.2011.06.044
  • 发表时间：
    2011-11
  • 期刊：
    JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS
  • 影响因子：
    2.7
  • 作者：
    Song, B.;Wang, W. Y.;Wang, W. J.;Zhang, X. H.;Meng, S. H.;Chen, X. L.;Han, J. C.;Wang, G.;Bao, H. Q.;Duan, L. B.;Zhu, K. X.;Li, H.;Zhang, Z. H.
  • 通讯作者：
    Zhang, Z. H.
Synthesis and luminescence properties of europium doped YBa3B9O18
铕掺杂YBa3B9O18的合成及发光性能
  • DOI：
    10.1016/j.physb.2012.03.076
  • 发表时间：
    2012-07-15
  • 期刊：
    PHYSICA B-CONDENSED MATTER
  • 影响因子：
    2.8
  • 作者：
    He, Ming;Huang, G. L.;Zhang, Z. H.
  • 通讯作者：
    Zhang, Z. H.
Origination of electron magnetic chiral dichroism in cobalt-doped ZnO dilute magnetic semiconductors
钴掺杂 ZnO 稀磁半导体中电子磁手性二色性的起源
  • DOI：
    10.1016/j.scriptamat.2011.05.013
  • 发表时间：
    2011-08
  • 期刊：
    Scripta Materialia
  • 影响因子：
    6
  • 作者：
    Z. H. Zhang,;H. L. Tao,;Ming He,;Quan Li,
  • 通讯作者：
    Quan Li,
氧空位对钴掺杂氧化锌稀磁半导体电子结构的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    大连交通大学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    陶华龙;张志华;黄国亮;TAO Hua-long,ZHANG Zhi-hua,HUANG Guo-liang(School
  • 通讯作者：
    TAO Hua-long,ZHANG Zhi-hua,HUANG Guo-liang(School
Evidence of intrinsic ferromagnetism in individual dilute magnetic semiconducting nanostructures.
单个稀磁半导体纳米结构中固有铁磁性的证据。
  • DOI：
    10.1038/nnano.2009.181
  • 发表时间：
    2009-08
  • 期刊：
    Nature Nanotechnology
  • 影响因子：
    38.3
  • 作者：
    Z.H.Zhang,X.F.Wang,J.B.Xu,S.Muller,C.Ronning,Q.Li
  • 通讯作者：
    Z.H.Zhang,X.F.Wang,J.B.Xu,S.Muller,C.Ronning,Q.Li

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  • 作者：
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    张志华
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  • 影响因子：
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  • 作者：
    闫坤;张志华;颜鲁春
  • 通讯作者：
    颜鲁春

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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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