用于光子芯片的硫系玻璃薄膜制备与光敏机理研究

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基本信息

  • 批准号：
    61008041
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    22.0万
  • 负责人：
    沈祥
  • 依托单位：
    宁波大学
  • 学科分类：
    F0509.光学和光电子材料
  • 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

硫系玻璃具有卓越的非线性和光敏性，已成为全光网络关键器件的理想基质材料。已报道的硫系薄膜存在着组分和制备工艺单一、薄膜易龟裂及光敏机理不全面等问题。本项目拟采用磁控溅射沉积技术制备硫系薄膜。研究内容包括：玻璃组分优化设计，薄膜制备和性能表征，界面结合强度和力学性能调控，薄膜光敏机理研究。旨在获得非线性和成膜特性两者完美结合的系列玻璃组分及相应的薄膜制备技术，并在理论上完善硫系玻璃的光敏机理。研究的特点和意义体现在：提出环境友好型、不含As的硫系玻璃组分；自主制备大尺寸均匀的硫系靶材，实现薄膜的性能可调；研究薄膜对低带隙能量的激光辐照的反应，完善光敏机理。本项目的实施为开发具有自主知识产权的光器件提供依据，也为硫系薄膜在高容相变存储器和高效太阳能薄膜等方面应用提供技术支撑，对满足我国信息产业现代化和社会经济发展对新材料需求具有重要的意义。

结项摘要

硫系玻璃具有卓越的非线性和光敏性，已成为全光网络非线性光器件的理想基质材料。但现有的硫系薄膜存在着组分和制备工艺单一、薄膜易龟裂及光敏机理不全面等问题。本项目以Ge-Sb-Se体系材料为研究目标，设计并测试了Ge-Sb-Se块状玻璃材料的弹性模量、光学带隙和折射率与MCN之间的关系曲线，确定了MCN在2.4和2.6附近存在着相变阈值，利用微观拉曼结构分析了其阈值存在的合理性：MCN<2.4时材料中富含Se（出现Se环或Se链在256cm-1的拉曼峰），MCN在2.4与2.6之间材料组分接近满足化学计量比，当MCN大于2.6时对应着Ge-Ge和Sb-Sb同质键的产生（出现着150cm-1和175cm-1的拉曼峰）。分别通过热蒸发和磁控溅射镀制薄膜，研究不同制备工艺以及热处理前后薄膜材质的致密性和结构的缺陷的影响。用Z-Scan法测试了Ge-Sb-Se体系的硫系薄膜，获得超高三阶非线性系数，其数量级达到了10-15m2/W以上，从微观薄膜材料的缺陷造成局域态带隙分析了其高非线性的原因。首次测试报道了Ge-Sb-Se的超快非线性响应为66fs，优化的Ge-Sb- Se薄膜是一种超快非线性集成器件的理想基质材料。解决了优化设计后的Ge20Sb15Se65硫系薄膜沉积的工艺问题，并测试了其在近红外区域的材料色散，设计了脊型光波导结构，与澳大利亚国立大学激光物理中心合作，利用光刻+ICP干刻技术，刻蚀获得了脊宽为1-4微米的Ge20Sb15Se65硫系光波导，研制的光波导具有极低的光传输损耗0.41dB/cm (TE)和0.45dB/cm (TM)。本项目的实施也为开发具有自主知识产权的硫系光波导集成光器件或传感器提供了依据，也为硫系薄膜在高容相变存储器薄膜等方面应用提供技术支撑，对满足我国信息产业现代化和社会经济发展对新材料需求具有重要的意义。

项目成果

期刊论文数量（29）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（1）
专利数量（0）
Fabrication and characterization of Ge20Sb15Se65 chalcogenide glass rib waveguides for telecommunication wavelengths
用于电信波长的 Ge20Sb15Se65 硫系玻璃肋波导的制造和表征
  • DOI：
    10.1016/j.tsf.2013.07.078
  • 发表时间：
    2013-10
  • 期刊：
    Thin Solid Films
  • 影响因子：
    2.1
  • 作者：
    沈祥
  • 通讯作者：
    沈祥
Enhanced thermal stability and electrical behavior of Zn-doped Sb2Te films for phase change memory application
用于相变存储器应用的 Zn 掺杂 Sb2Te 薄膜的增强热稳定性和电性能
  • DOI：
    10.1063/1.4799370
  • 发表时间：
    2013-04
  • 期刊：
    Applied Physics Letters
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    Shen, Xiang;Wang, Guoxiang;Wang, R. P.;Dai, Shixun;Wu, Liangcai;Chen, Yimin;Xu, Tiefeng;Nie, Qiuhua
  • 通讯作者：
    Nie, Qiuhua
Te-based chalcogenide films with high thermal stability for phase change memory
用于相变存储器的具有高热稳定性的Te基硫族化物薄膜
  • DOI：
    10.1063/1.4711069
  • 发表时间：
    2012-05
  • 期刊：
    Journal of Applied Physics
  • 影响因子：
    3.2
  • 作者：
    沈祥
  • 通讯作者：
    沈祥
Crystallization characteristics of Mg-doped Ge2Sb2Te5 films for phase change memory applications
用于相变存储器应用的镁掺杂 Ge2Sb2Te5 薄膜的结晶特性
  • DOI：
    10.1016/j.apsusc.2012.09.181
  • 发表时间：
    2013-01-01
  • 期刊：
    APPLIED SURFACE SCIENCE
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    Fu, Jing;Shen, Xiang;Wang, R. P.
  • 通讯作者：
    Wang, R. P.
Ge20Sb15Se65硫系脊形光波导的色散特性
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    光学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    沈祥
  • 通讯作者：
    沈祥

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其他文献

Concentration-dependent and enhanced luminescence in Ge23.5Ga11.5Se65 glasses and glass-ceramics doped with Er3+
掺杂 Er3 的 Ge23.5Ga11.5Se65 玻璃和玻璃陶瓷中的浓度依赖性和增强发光
  • DOI：
    10.1016/j.optmat.2016.11.032
  • 发表时间：
    2017-05
  • 期刊：
    Optical Materials
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    李志开;沈祥;王国祥;王荣平;戴世勋;徐铁峰;聂秋华
  • 通讯作者：
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Ho~(3+)/Tm~(3+)共掺Ge-Ga-S-CsI玻璃的2.0m中红外发光特性的研究
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    --
  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
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  • 通讯作者：
    吴礼刚
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  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    物理学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    沈祥;王国祥;戴世勋;宋志棠
  • 通讯作者：
    宋志棠
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  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    光电子？激光
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张巍;沈祥;徐铁峰;聂秋华
  • 通讯作者：
    聂秋华
硫系玻璃微纳光器件研究进展
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    激光与光电子学进展
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王训四;沈祥;张巍;戴世勋
  • 通讯作者：
    戴世勋

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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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