碳化硅材料中缺陷诱导铁磁性的研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11405007
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    28.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A3003.离子注入及离子束材料改性
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Defect-induced ferromagnetism, also referred as “d0 ferromagnetism” in contrast to traditional ferromagnets containing partially filled 3d or 4f electrons, not only challenges the basic understanding of ferromagnetism, but also allows for potential spintronic applications. Very recently, SiC single crystals have been shown to be ferromagnetic after ion and neutron bombardment or after Aluminum doping. As an important technologic material, SiC is commercially available at large scale and with high quality at the microelectronic grade. Therefore, SiC presents a suitable model system for studying defect-induced ferromagnetism in addition to carbon based materials. Tentatively, it is proposed that VSi-VC divacancies form local magnetic moments arising from sp states which couple ferromagnetically due to the extended tails of the defect wave functions. In this work, based on our previous research experience on magnetic semiconductors and ion beam material modification, we introduce the method of ion irradiation to the investigation of defect induced ferromagnetism. Non-magnetic ions of different energies will be selected for irradiation, such as H,O,N,Al, to probe into how (1) the surrounding of ferromagnetic defects and (2) carrier influences ferromagnetism. The possibility of SiC-based diluted magnetic semiconductors will also be inspected. Our project provides not only an alternative way to work out the mechanism of defect induced ferromagnetism, but also great perspective to realize SiC-based spintronics with room-termperature ferromagnetism.
缺陷诱导的铁磁性,不仅挑战了人们对传统铁磁性的认识,而且表现出良好的自旋电子学应用前景。做为一种典型的宽禁带半导体,SiC具有高热传导性和化学稳定性,同时可以较容易做到高质量的制备,因此是一种研究缺陷诱导铁磁性的可靠材料。最近的研究表明,SiC单晶在经历中子、惰性气体离子轰击或Al掺杂后表现出室温铁磁性。前期的工作确定了该铁磁性来自VSi-VC双空位。在该项目中,我们将成熟的离子束辐照技术应用于缺陷诱导铁磁性这一新兴的研究领域,提出采用不同能量的非磁性离子如H、O、N、Al对6H-SiC进行辐照,并结合高温退火处理来研究:1)周围化学环境对铁磁性的影响;2)不同载流子环境下铁磁性的变化以及载流子和局域磁矩间的耦合。本项目不仅推动对缺陷相关磁矩之间耦合机制的理解以及相关理论模型的建立,同时也为自旋电子学的发展提供一条新的思路。

结项摘要

SiC中缺陷诱导的铁磁性来源被证实来自VSi-VC双空位。在该项目中,我们在前期工作的基础上,1)采用不同能量的非磁性离子如H、O等对SiC单晶进行辐照,选取不同能量,不同剂量的离子产生不同的缺陷分布区域以及不同的化学环境,系统研究样品铁磁性的变化;2)采用磁性离子Mn注入结合不同高温退火条件,研究了载流子浓度等对铁磁性变化的影响。我们发现了磁矩周围化学环境、铁磁性离子替位掺杂等对铁磁性具有明显的作用。我们的研究结果不仅提供了缺陷相关铁磁性磁矩之间耦合机制的理解思路,同时也具有巨大的自旋电子学器件的应用前景。此外,在此基础上,我们还探讨了Si基稀磁半导体制备的可能性,成功实现了单晶Si中P型载流子的激活,通过优化条件,使得载流子浓度达到了成熟稀磁半导体的水平;以及实现了离子辐照精确调控GaMnAs材料的居里温度,并讨论了其费米能级附近的能带结构。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Quantitative and Sensitive Detection of Chloramphenicol by Surface-Enhanced Raman Scattering
通过表面增强拉曼散射定量、灵敏地检测氯霉素
  • DOI:
    10.3390/s17122962
  • 发表时间:
    2017-12-20
  • 期刊:
    sensors
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Ding Y;Zhang X;Yin H;Meng Q;Zhao Y;Liu L;Wu Z;Xu H
  • 通讯作者:
    Xu H

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其他文献

OFDRを用いた多点化超高分解能光ファイバ歪センサ
采用 OFDR 的多点超高分辨率光纤应变传感器
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李琳;劉慶文;何祖源;保立和夫
  • 通讯作者:
    保立和夫
SSB変調器による光周波数コムを用いたOCTの空間分解能向上
使用 SSB 调制器使用光学频率梳提高 OCT 的空间分辨率
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李琳; 何祖源; 保立和夫
  • 通讯作者:
    保立和夫
甲烷厌氧氧化协同硝酸盐还原菌群驯化及其群落特征
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    环境科学
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    刘俊新
轴流压气机旋转失速DSP在线控制方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    航空学报
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    --
  • 作者:
    聂超群;李琳
  • 通讯作者:
    李琳
单宁酸铁吸附去除水中无机氮的性能与机制研究
  • DOI:
    10.1136/practneurol-2016-001488
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    环境科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张瑞娜;李琳;刘俊新
  • 通讯作者:
    刘俊新

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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