离子束辐射诱导的纳米谐振子与三维超导回路耦合机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51502016
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0207.无机非金属半导体与信息功能材料
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Research on coupling mechanism between nanoresonator and 3D superconducting circuit is the cutting-edge of NEMS research field. Focused-ion-beam chemical vapor deposition (FIB-CVD) is a potential useful method for realizing the coupling between nanoresonator and 3D superconducting circuit. However, research on superconducting mechanism of FIB induced W-C nanomaterials, controllable fabrication of W-C nanomaterials and physical properties of W-C based novel superconducting nanodevices are still insufficient, which greatly restrict the realization of coupling between nanoresonator and 3D superconducting circuit. In this project, we use a method combining theoretical analysis, simulation and experimental research to study these problems. Firstly, on the basis of analyzing microstructure and component ratio W-C nanomaterials, we use superconducting BCS theory to develop the theoretical model to study the transport mechanism of superconducting Cooper pairs in W-C nanomaterials. Secondly, both radiation process of ion beam and deposition process of gas precursor (W(CO)6) are integrated to build the complete the growth model of 3D W-C materials. Based on this model, we develop a useful computer-aided-manufacturing system to realize effective control on 3D growth process of W-C materials. Finally, the coupling mechanism of nanoresonator and 3D superconducting circuit is studied. Novel devices based on this mechanism are fabricated and physical properties are studied. The realization of this project not only provides a novel method to study the macro quantum effect, but also provides useful tools for the study in photodetection, biological science and medical science.
探索纳米谐振子与三维超导回路的耦合是当前NEMS领域研究的发展趋势。利用离子束辐射诱导沉积法是实现纳米谐振子与三维超导回路耦合的潜在有效方法,目前的研究在碳-钨纳米材料的超导物理机制、碳-钨三维纳米材料的可控制备和新型超导纳米器件的物理特性等方面存在不足。本项目拟采用理论分析、模拟仿真和实验研究相结合的方法对上述问题进行研究。首先,在分析碳-钨纳米材料的化学成分和物质结构的基础上,结合超导BCS理论建立其超导输运模型。其次,综合考虑离子束辐射过程和前驱气体沉积过程,建立完整的模型准确地揭示碳-钨纳米材料的三维生长规律,在此基础上探索基于碳-钨纳米材料生长特性的制备过程控制方法。最后,制备出新型超导纳米器件并研究其物理特性。项目成果不仅可为研究宏观量子效果、开发新型量子器件提供新的思路,还可以为光电探测、生命科学和医疗等领域的研究提供重要的工具,具有非常重要的理论意义和实际应用价值。

结项摘要

探索纳米谐振子与三维超导回路的耦合是当前NEMS领域研究的发展趋势,利用离子束辐射诱导沉积法是实现纳米谐振子与三维超导回路耦合的潜在有效方法。本项目开展了离子束辐射诱导的碳-钨纳米材料超导输运特性、三维生长特性以及纳米谐振子与三维超导回路动力学耦合机制等三个方面的研究内容。首先,分析了碳-钨纳米材料的化学成分和物质结构的变化对超导特性的影响,在超导BCS理论的基础上研究碳-钨纳米材料中超导库珀对的形成及传输机制,建立了碳-钨纳米材料的超导库珀对输运模型,揭示了离子束辐射诱导的碳-钨无定形纳米材料的电声交互作用机制。其次,建立了前驱气体W(CO)6受离子束辐射诱导的沉积模型,分析入射离子、反射电子和二次电子等带电粒子辐射能量分布及前驱气体密度等因素对碳-钨纳米材料空间生长速率、化学成分分布的影响规律,依据沉积模型制备出了宽度仅为5nm的纳米间隙,为截止到2018年已报道的最高精度。再次,初步开展了纳米谐振子与三维超导回路的动力学耦合方式研究,制备出了具有空间结构的碳-钨纳米线和融合了纳米谐振子的三维超导回路,结合超导库珀对在三维超导回路中的传输方式,探索了纳米谐振子与三维超导回路的动力学耦合机制。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(2)
Investigation on Current Excitation of Magnetorheological-Fluid-Based Microbrake for Microturbine Generator
微型汽轮发电机磁流变液微制动器电流励磁研究
  • DOI:
    10.2514/1.j056948
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    AIAA Journal
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Huang Jue;Dai Jun;Zhao Rui;Chang Hui;Xie Saipeng
  • 通讯作者:
    Xie Saipeng
A semi-empirical growth model study of W-C induced by focused ion beam with a Gaussian-Holtsmarkian distribution
高斯-霍茨马克分布聚焦离子束诱导钨碳的半经验生长模型研究
  • DOI:
    10.1007/s10853-017-1377-y
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Journal of Materials Science
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Dai Jun;Xie Saipeng;Chang Hui;Guo Dengji;Kometani Reo
  • 通讯作者:
    Kometani Reo
Approaching the resolution limit of W-C nano-gaps using focused ion beam chemical vapour deposition
使用聚焦离子束化学气相沉积接近 W-C 纳米间隙的分辨率极限
  • DOI:
    10.1016/j.apsusc.2017.08.079
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Applied Surface Science
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Dai Jun;Chang Hui;Maeda Etsuo;Warisawa Shin'ichi;Kometani Reo
  • 通讯作者:
    Kometani Reo
Investigation of the relationship among the microstructure, rheological properties of MR grease and the speed reduction performance of a rotary micro-brake
MR润滑脂微观结构、流变性能与旋转微制动器减速性能关系研究
  • DOI:
    10.1016/j.ymssp.2018.07.004
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Mechanical Systems and Signal Processing
  • 影响因子:
    8.4
  • 作者:
    Dai Jun;Chang Hui;Zhao Rui;Huang Jue;Li Kaiquan;Xie Saipeng
  • 通讯作者:
    Xie Saipeng

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其他文献

Superconducting tungsten nanowire growth by focused-ionbeam chemical vapor deposition
通过聚焦离子束化学气相沉积生长超导钨纳米线
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    代俊;小野満恒二;米谷玲皇;Y. Krockenberger;割澤伸一;山口浩司;石原直
  • 通讯作者:
    石原直
硫胺素对鲁氏接合酵母高盐适应性的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    中国酿造
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    姚婉婷;李可;宋娜;王慧;卢慧芳;陈雄;李沛;姚娟;代俊
  • 通讯作者:
    代俊
Superconductivity of tungsten-containing carbon nanowires fabricated by focused-ion-beam chemical vapor deposition
聚焦离子束化学气相沉积制备含钨碳纳米线的超导性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    代俊;小野満恒二;米谷玲皇;Yoshiharu Krockenberger;割澤伸一;山口浩司;石原直
  • 通讯作者:
    石原直
C-5固醇去饱和酶ERG3对酿酒酵母耐盐性的影响
  • DOI:
    10.7506/spkx1002-6630-20190304-042
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    食品科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王慧;陈雄;林卫潮;李曜灵;代俊
  • 通讯作者:
    代俊
不同食品酵母对葡萄糖的流加强度和热激压力的生理响应
  • DOI:
    10.13995/j.cnki.11-1802/ts.025444
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    食品与发酵工业
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈敦武;刘翠翠;陈雄;代俊;王志;姚鹃;李沛;李欣
  • 通讯作者:
    李欣

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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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