晶状金属有机忆阻介质的可控合成与构性关系规律研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21673039
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0305.结构化学
  • 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

High-performance memristive media are key parts for next generation of memory. To develop such materials meets the requirements of National Long-Term Science and Technology Development Plan (2006-2020), but it is still challenging because the current memristive materials have inadequate performance and unclear mechanism. The emerging Crystalline Metal Organic Materials (CMOMs) show exceptional promise in memristive media due to their structural and chemical tunability. CMOMs can provide abundant structural information to visualize the proton medium within pores and to reveal their specific proton transport pathway via diffraction experiments, and can make better memristive media design enabled via further adjustment and functioalization. But there are some serious issues for current CMOMs memristive media: low ON/OFF ratio and slightly large set voltage. From the viewpoint of structure design, this project propose several avenues to target such high-performance memristive media: (1) Hydrogen proton with small ionic radius and high electromigration rate is employed as current carriers to reduce the set voltage; (2) Various functionalization approaches to modify the CMOMs, including the skeleton, wall and pore are proposed to achieve a non-continuous but passable proton transport pathway to enlarge the ON/OFF ratio. Non-water proton carriers are proposed to gain increasing retention performance for the memristive media; (3) Coupling the memristors with some specific function of molecular materials, such as chirality and optical characters, will endow the CMOMs materials to combine some unprecedented properties like self-rectifying effect and light-assisted proton transport, which will further to enhance the memristors’ overall performance. Once it is achieved, we would build up the rules of the relationships between the structures of CMOMs and the memristive performance. This kind of CMOMs could show high ON/OFF ratio, low set voltage and long retention time as long as we adjust the hosts and guest medium via the post-synthetic functionaliztion of the CMOMs. Once the project is completed, we may publish 8 - 10 peer-reviewed papers in decent journals and file 2-3 patents.
高性能忆阻介质是新一代存储器核心技术,其研发符合《国家中长期科学技术发展规划纲要》的需求。现有忆阻材料因性能不足、机理不明无法满足实际应用需求。新兴的晶态金属有机材料(CMOMs)作为忆阻介质在结构调控、性能调节和机理研究上彰显优势,但存在存储窗口值小、设置电压稍大等问题。本项目从结构设计出发,针对性展开CMOMs功能修饰和高性能化研究:①以半径小、电迁移率大的氢质子为载流子,降低设置电压;②提出孔道结构功能化、载流子媒介物功能化等方法,设计非连续但可传递的稳定质子通道,提高存储窗口值,增长保持特性;③耦合分子化合物手性、光学等功能特性,赋予材料兼具整流或光控的新功能,提升忆阻综合性能。建立CMOMs忆阻介质构性关系规律,解析忆阻机理;通过反馈式合成,优化材料,构建存储窗口值大、设置电压低、保持特性长的CMOMs忆阻材料。预期申请专利2~3项,发表SCI论文8~10篇。

结项摘要

高性能忆阻介质是新一代存储器核心技术,其研发符合《国家中长期科学技术发展规划纲要》的需求。现有忆阻材料因性能不足、机理不明无法满足实际应用需求。新兴的晶态金属有机材料(MOFs)作为忆阻介质在结构调控、性能调节和机理研究上彰显优势,但存在存储窗口值小、设置电压稍大等问题。为此,我们从结构设计出发,开展系列工作:①基于分叉型氢键的MOFs忆阻介质,得到首例兼具整流和阻变效应的单一材料FJU-23;②基于二维聚索烃,得到共振氢键诱导交替堆叠苯甲酸π通道切换的高性能忆阻介质FJU-2;③基于光照条件下无限π堆积传输通道趋于更加紧密,提升金属-有机骨架FJU-67的光电导性;④基于孔空间分割,发展MOFs分离挑战性混合气的结构双功能优化新方法;⑤基于多核簇的孔空间分割和柱支撑合并的新策略,发展新颖的结构可调的MOFs,FJU-6。建立MOFs忆阻介质构性关系规律,并通过发展原位的单晶测试技术、XPS、理论计算等手段解析忆阻机理;获得多例存储窗口值大、设置电压低、保持特性长的晶态忆阻材料。通过项目四年的建设,已在Sci. Adv.、JACS、Adv. Mater.、ACS Appl. Mater. Inter.、Cryst. Growth Des.、Inorg. Chem.等期刊发表论文48篇,授权发明专利6件。承办和协办国内会议6次,作为组委会副主席组织中国化学会第15届固态化学和无机合成学术会议。受邀参加中国化学会年会等会议作邀请报告12场次,邀请国内外同行专家来访讲学94人次。负责人入选福建省高校领军人才资助计划青年拔尖人才,于2019,2020年度连续入选Clarivate化学领域全球高被引科学家。所负责的团队入选福建省研究生导师团队和福建省高等学校科技创新团队。

项目成果

期刊论文数量(48)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(6)
Thermal Conversion of MOF@MOF: Synthesis of an N-Doped Carbon Material with Excellent ORR Performance.
MOF@MOF的热转化:合成具有优异ORR性能的氮掺杂碳材料
  • DOI:
    10.1002/cplu.201800392
  • 发表时间:
    2018-10
  • 期刊:
    ChemPlusChem
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Zhang Mengxin;Wu Dan;Ye Yingxiang;Wu Ling;Yao Zizhu;Ma Xiuling;Wang Lihua;Zhang Zhangjing;Xiang Shengchang
  • 通讯作者:
    Xiang Shengchang
A microporous aluminum-based metal-organic framework for high methane, hydrogen, and carbon dioxide storage
用于高甲烷、氢气和二氧化碳储存的微孔铝基金属有机框架
  • DOI:
    10.1007/s12274-020-2713-0
  • 发表时间:
    2020-03
  • 期刊:
    Nano Research
  • 影响因子:
    9.9
  • 作者:
    Wang Bin;Zhang Xin;Huang Hongliang;Zhang Zhangjing;Yildirim Taner;Zhou Wei;Xiang Shengchang;Chen Banglin
  • 通讯作者:
    Chen Banglin
Sulfonated periodic-mesoporous-organosilicas column for selective separation of C2H2/CH4 mixtures
用于选择性分离 C2H2/CH4 混合物的磺化周期性介孔有机硅柱
  • DOI:
    10.1016/j.jssc.2018.03.038
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Journal of Solid State Chemistry
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Wu Ling;Yu Zijin;Ye Yingxiang;Yang Yisi;Zeng Heng;Huang Jiali;Huang Yu;Zhang Zhangjing;Xiang Shengchang
  • 通讯作者:
    Xiang Shengchang
Metal-Organic Frameworks as a Versatile Platform for Proton Conductors.
金属有机框架作为质子导体的多功能平台。
  • DOI:
    10.1002/adma.201907090
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Advanced Materials
  • 影响因子:
    29.4
  • 作者:
    Ye Yingxiang;Gong Lingshan;Xiang Shengchang;Zhang Zhangjing;Chen Banglin
  • 通讯作者:
    Chen Banglin
Metal organic frameworks composite Eu2O3@[Zn2(1,4-ndc)2dabco] synthesized by pulsed laser ablation in flowing liquid and its fluorescent sensing of fatty alcohol with different branch chains
流动液体中脉冲激光烧蚀合成金属有机骨架复合物Eu2O3@[Zn2(1,4-ndc)2dabco]及其对不同支链脂肪醇的荧光传感
  • DOI:
    10.1016/j.optmat.2020.109886
  • 发表时间:
    2020-07-01
  • 期刊:
    OPTICAL MATERIALS
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Chen, Qianhuo;Liu, Qing;Xiang, Shengchang
  • 通讯作者:
    Xiang, Shengchang

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    项生昌;李俊篯等
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  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    李俊篯等
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    2016-12
  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    项生昌

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

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          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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