超快激光构造黑硅材料的光电性能优化及微观机理研究

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基本信息

  • 批准号：
    11074129
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    46.0万
  • 负责人：
    姚江宏
  • 依托单位：
    南开大学
  • 学科分类：
    A2202.光与物质相互作用
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

本项目针对当前黑硅材料与器件研究中存在的关键性问题和技术难点，利用超快脉冲激光诱导的化学腐蚀技术制备出表面晶锥阵列、且非平衡过饱和掺杂的黑硅材料，采用超快泵浦探测和时间分辨荧光显微成像等技术揭示超快脉冲激光和硅表面作用的非线性动力学过程以及黑硅表面图形演变的微观机理，建立超快脉冲激光微构造硅表面的动力学与热力学模型。利用CO2激光高温快速退火技术，有效修复黑硅的结构、缺陷和复合中心，系统研究黑硅的结构、杂质、缺陷对其广谱光吸收及光电转换效率的影响，探索黑硅材料中光生载流子微观输运机制以及光电作用机理，从理论和实验上建立和完善黑硅载流子可控输运机制，为研制和优化新型微纳结构硅基光电材料与器件提供实验依据和理论指导。

结项摘要

本项目针对当前黑硅材料与器件研究中存在的关键性问题和技术难点，利用超快脉冲激光诱导的化学腐蚀技术制备出高质量黑硅材料。研究激光参数（激光波长、脉宽、频率、峰值功率、光偏振态、脉冲数目以及气氛环境等）对硅表面微纳结构形成的影响；揭示超快脉冲激光和硅表面作用的非线性动力学过程和硅表面图形演变的微观机理；利用时间分辨瞬态光谱技术，首次研究了飞秒激光与硅材料相互作用时等离子体产生及演化的瞬态过程；利用双温模型、Drude模型等与表面等离激元模型有机结合，模拟分析了飞秒激光诱导表面微结构的形成机理，建立并完善了超快脉冲激光微构造硅表面的动力学与热力学模型；研究不同退火工艺条件对黑硅材料微纳结构、形貌、掺杂浓度以及光电性质的影响规律；利用时间分辨光致发光谱，研究了飞秒激光微构造硅材料的光生载流子动力学过程，分析了其光致发光机理并研究了温度及缺陷对载流子复合过程的影响。同时开展黑硅光电探测器、黑硅锥状微纳结构应用于表面拉曼增强(SERS)衬底、硫掺杂硅纳米颗粒应用于纳米太阳电池等黑硅应用工作，为研制和优化新型微纳结构硅基光电材料与器件提供实验依据和理论指导。

项目成果

期刊论文数量（14）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（2）
专利数量（0）
Fabrication and strain investigation of ZnO nanorods on Si composing sol-gel and chemical bath deposition method
Si复合溶胶-凝胶化学浴沉积法制备ZnO纳米棒并进行应变研究
  • DOI：
    10.1016/j.jpcs.2011.11.032
  • 发表时间：
    2012-03-01
  • 期刊：
    JOURNAL OF PHYSICS AND CHEMISTRY OF SOLIDS
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    Jia, G. Z.;Wang, Y. F.;Yao, J. H.
  • 通讯作者：
    Yao, J. H.
Time-resolved photoluminescence of silicon microstructures fabricated by femtosecond laser in air
空气中飞秒激光制备硅微结构的时间分辨光致发光
  • DOI：
    10.1364/oe.21.021329
  • 发表时间：
    2013-09-09
  • 期刊：
    OPTICS EXPRESS
  • 影响因子：
    3.8
  • 作者：
    Chen, Zhandong;Wu, Qiang;Xu, Jingjun
  • 通讯作者：
    Xu, Jingjun
Energy Band and Absorption Coefficient of Quantum Dots in a Well Structures
井结构中量子点的能带和吸收系数
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Acta Physica Polonica A
  • 影响因子：
    0.7
  • 作者：
    P. Zhang;X.C. Lu;C.L. Zhang;J.H. Yao
  • 通讯作者：
    J.H. Yao
Optical Prosperities of AgZnO Composition Nano film Synthesized by Chemical Bath Deposition
Ag的光学性质
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    Acta Physica Polonica A
  • 影响因子：
    0.7
  • 作者：
    Y.F. Wang;J.H. Yao;G. Jia;H. Lei
  • 通讯作者：
    H. Lei
Generation and erasure of femtosecond laser-induced periodic surface structures on nanoparticle-covered silicon by a single laser pulse
通过单激光脉冲在纳米粒子覆盖的硅上产生和擦除飞秒激光诱导的周期性表面结构
  • DOI：
    10.1364/ol.39.000343
  • 发表时间：
    2014-01-15
  • 期刊：
    OPTICS LETTERS
  • 影响因子：
    3.6
  • 作者：
    Yang, Ming;Wu, Qiang;Xu, Jingjun
  • 通讯作者：
    Xu, Jingjun

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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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