CdSe二维纳米结构薄膜液相制备及其光电特性调控研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11304197
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    30.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2001.凝聚态物质结构、相变和晶格动力学
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

In this proposal, we suggest using CdSe two-dimensional (2D) colloidal nanoplatelets (NPLs) as building blocks to fabricate thin films and then to explore their controllable optical- and electrical- properties, as well as their device applications. We aim at giving a clear description of the coupled relationships among the energy-band structures, transport processes, and opto-electronic properties of the CdSe 2D NPLs thin films. To achieve it, the controllable synthesis process of the 2D NPLs and their core/shell structures will be studied first to provide building blocks for the films and also to meet the their demands for energy band.Secondly, effective ligand-exchange procedures are needed to remove the organic ligands capping on the as-synthesized NPLs for enhancing the electronic couplings between the NPLs. This step is essential for the fabrication of 2D NPLs conductive thin films because the mobility of the thin film is highly related to the electronic couplings between the NPLs in the film. Thirdly, various of optical- and electrical- measurements will be carried out to collect as much data as possible. These experimental data and the results of structure analysis, in combination with the transportation theory, photon transition and recombination model will be used to investigate the photoluminescence behavior, the generation, transportation, and recombination of photogenerated carriers. The forth part of the work, which is the most important one, is to further explore the role of the energy band in the opto-electronic properties and transport behavior by using the technique of ion implantation and electronic impurity doping, together with the different choice for 2D NPLs and those core/shell structure to change the energy band of the 2D NPLs thin films. The focus of this procedure is to clarify the influence of the ligand-exchange, electronic impurity doping, ions implantation, and energy band structure of the 2D nanoplatelets on the mobility, the energyband of the films, the photon excitation and transportation processed. Based on these information obtained above, we will further discuss the application of the 2D coupled NPLs systems on the light-emitting diode and solar cell.
胶体纳米光电子学研究是目前材料物理研究前沿。本课题提出在实现尺寸可控CdSe二维纳米结构及其核壳体系基础上,通过配体交换实现导电薄膜制备,掺杂和离子注入手段来调控纳米结构薄膜能带结构,并对其光电特性、输运过程、外场调控和器件应用加以研究。主要通过制备参数来调控二维微结构尺寸和能带结构变化、薄膜有序度及均匀性,利用配体置换来提高微结构间电子耦合和薄膜迁移率。采用掺杂和离子注入手段,结合微结构和核壳结构尺寸变化来进一步调控体系中能带结构,并通过结构分析、光电实验和输运理论相结合的方法,系统地研究二维纳米结构耦合体系中微观能带结构变化、载流子输运过程和光电响应间相互联系的物理图象及规律。集中研究配体置换、杂质掺杂、离子注入和晶粒尺寸对迁移率的影响、微观能带结构及光激发和光生载流子输运过程的调控,并在此基础上研究二维纳米结构耦合体系在发光二极管和太阳电池上的应用,推动胶体纳米光电子学的进一步发展。

结项摘要

胶体纳米光电子学研究是目前材料物理研究前沿。本项目针对此方面研究中的二维胶体纳米粒子的光电特性进行了创新基础研究。研究主要从一下几个方面进行:1. 盘状石墨烯量子点的合成及光学特性;2. 不同制备条件下石墨烯量子盘的发光机理及其在太阳电池上的应用;3. 壳层变化对CdSe基纳米片的界面及非线性光学性质的影响;4. 薄膜表面微结构的简易制备及对荧光量子产率的影响;5. 纳米晶薄膜的制备及其在不同光照下的电响应。通过以上研究,我们实现利用制备参数调控高纯石墨烯量子盘和掺氮石墨烯量子盘的内部结构,通过结构分析,光学实验和理论相结合的方式,系统的解释了其发光机理,并在此基础上,将掺氮石墨烯量子点应用于太阳电池上,提高太阳电池在短波波段的外量子效率;与此同时,通过改变壳层厚度,研究晶格应力对CdSe/CdS核壳纳米片界面的影响及CdSe基纳米片的非线性光学特性,指出纳米片的有效双光子吸收截面比量子点大几个数量级;最重要的是,我们发现一种提高荧光量子点聚合物薄膜量子产率的通用简易技术,即通过模板法在荧光量子点聚合物薄膜表面刻画倒金字塔微结构,可以最大化薄膜的光输出,并显著提高薄膜荧光量子产率。总的来说,研究基本达到目的。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(0)
Facile synthesis and photoluminescence mechanism of graphene quantum dots
石墨烯量子点的简易合成和光致发光机制
  • DOI:
    10.1063/1.4904958
  • 发表时间:
    2014-12-28
  • 期刊:
    JOURNAL OF APPLIED PHYSICS
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Yang, Ping;Zhou, Ligang;Shen, Wenzhong
  • 通讯作者:
    Shen, Wenzhong
A simple strategy for synthesizing highly luminescent carbon nanodots and application as effective down-shifting layers
合成高发光碳纳米点的简单策略及其作为有效下移层的应用
  • DOI:
    10.1088/0957-4484/26/6/065402
  • 发表时间:
    2015-02-13
  • 期刊:
    NANOTECHNOLOGY
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Han, Xugen;Zhong, Sihua;Shen, Wenzhong
  • 通讯作者:
    Shen, Wenzhong
Multiple value storage based on a nano-electronic-mechanical mechanism using graphene flakes
使用石墨烯片基于纳米电子机械机制的多值存储
  • DOI:
    10.1039/c6ra11115g
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    RSC Advances
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Wan Neng;Pan Wei;Tang Shao-chun
  • 通讯作者:
    Tang Shao-chun
Strain-induced growth of oriented graphene layers revealed by in situ transmission electron microscopy observation
原位透射电子显微镜观察揭示了定向石墨烯层的应变诱导生长
  • DOI:
    10.1039/c6cp01708h
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Physical Chemistry Chemical Physics
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Wan Neng;Pan Wei;Lin Tao
  • 通讯作者:
    Lin Tao

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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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