拓扑近藤绝缘体的低温扫描隧道显微学研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11304039
  • 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:
    A2009.强关联体系
  • 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

Recently, a new kind of quantum material named topological Kondo insulators are predicted by extending the concept of topological insulator into strong correlated systems. Topological Kondo insulators also possess gapless surface states that are protected by time-reversal symmetry. Recent first-principle calculations and transport measurements suggest the typical Kondo material SmB6 or CeNiSn might be the realizations of topological non-trivial Kondo insulator. Compare to traditional topological insulator like Bi2Se3, a big advantage of SmB6 is its bulk is highly insulating, which is very favorable for the application that based on the topological surface states. SmB6 also provides us a promising platform to study the interplay between strong correlated effect and topological phenomena. However, experimental studies of topological Kondo insulators are still very limited, even the verification of their topological nature has not been completed. In this project, we plan to systematically study the electron structure of SmB6 and CeNiSn by using low temperature scanning tunneling microscopy. The properties of surface state such as E-k dispersion, Fermi surface structure and spin configuration will be investigated through quasiparticle interference. And the strong correlated nature of the system like development of Kondo screen will be investigated through variable temperature measurement. Our project will help people understand the topological phenomena in strong correlated systems and finally utilize the topological surface states.
拓扑近藤(Kondo)绝缘体是最近理论预言的,具有强关联效应的新型拓扑量子材料,是拓扑分类理论扩展到强关联体系的结果。理论计算显示一些传统的近藤材料如SmB6、CeNiSn等可能是拓扑非平凡的,它们的表面上具有无能隙的、受时间反演对称性保护的表面态。尤其是对于SmB6,它的表面态存在已经得到了输运实验的支持。而且相比传统的Bi2Se3类拓扑绝缘体,SmB6的体绝缘性更好,这为实际利用拓扑表面态提供了方便。这些材料还提供了独特的研究强关联体系能带拓扑结构的平台。目前对拓扑近藤绝缘体电子结构尤其是表面态的实验观察还很缺乏。本课题将利用极低温扫描隧道显微镜来研究SmB6、CeNiSn等材料的电子结构,考察表面准粒子散射获得表面态的信息。通过变温实验研究电子关联效应如近藤屏蔽的演化,解释拓扑表面态产生根源。本项目实施将为理解拓扑近藤绝缘体的产生机制和将来实际利用表面态提供实验基础。

结项摘要

拓扑近藤绝缘体是最近理论预言的,具有强关联效应的新型拓扑量子材料,是拓扑分类理论扩展到强关联体系的结果。计算显示一些传统的近藤材料如SmB6、CeNiSn等可能是拓扑非平凡的,它们的表面上具有无能隙的、受时间反演对称性保护的表面态,而目前对拓扑近藤绝缘体电子结构尤其是表面态的实验观察还很缺乏。本项目主要研究内容包括拓扑近藤绝缘体材料的生长制备、拓扑近藤绝缘体表面态的实验观察、通过变温研究拓扑近藤绝缘体中的强关联效应与表面态的关系等。通过项目实施,我们初步实现拓扑近藤绝缘体薄膜的MBE生长。我们通过ARPES测量获得了SmB6表面态存在的直接证据,并显示出其具有自旋手性因而很可能是拓扑表面态,这为理解SmB6反常的输运性质提供了依据。另外我们还观测到了关联拓扑绝缘体YbB6和中心反演非对称拓扑材料BiTeCl的表面态存在。项目共在国际SCI期刊上发表论文3篇,包括Nature Communications. 1篇,Scientific Reports 一篇,Journal of Physics: Condensed Matter 1篇,培养博士生2人。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Angle-resolved photoemission spectroscopy study on the surface states of the correlated topological insulator YbB6.
相关拓扑绝缘体YbB6表面态的角分辨光电发射光谱研究
  • DOI:
    10.1038/srep05999
  • 发表时间:
    2014-08-08
  • 期刊:
    Scientific reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Xia M;Jiang J;Ye ZR;Wang YH;Zhang Y;Chen SD;Niu XH;Xu DF;Chen F;Chen XH;Xie BP;Zhang T;Feng DL
  • 通讯作者:
    Feng DL
Observation of possible topological in-gap surface states in the Kondo insulator SmB6 by photoemission.
通过光电发射观察近藤绝缘体 SmB6 中可能的拓扑带隙表面态
  • DOI:
    10.1038/ncomms4010
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    NATURE COMMUNICATIONS
  • 影响因子:
    16.6
  • 作者:
    Jiang, J.;Li, S.;Zhang, T.;Sun, Z.;Chen, F.;Ye, Z. R.;Xu, M.;Ge, Q. Q.;Tan, S. Y.;Niu, X. H.;Xia, M.;Xie, B. P.;Li, Y. F.;Chen, X. H.;Wen, H. H.;Feng, D. L.
  • 通讯作者:
    Feng, D. L.

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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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