高温超导纳米结构体系的新奇量子态构筑与探测

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    91121012
  • 项目类别：
    重大研究计划
  • 资助金额：
    80.0万
  • 负责人：
    聂家财
  • 依托单位：
    北京师范大学
  • 学科分类：
    A2008.超导与超流
  • 结题年份：
    2014
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2014-12-31

项目摘要

本项目将利用"界面辅助自组装"和激光分子束外延技术制备表面纳米结构，从简单的隔离层纳米结构体系，拓展到有序的高温超导纳米结构阵列；另外，结合电子束刻蚀与纳米加工技术，采用一种"在最后进行薄膜沉积"的制作技术制备高温超导纳米器件，在纳米尺度下构筑高温铜氧化物超导体各种可能的新奇量子态。同时，利用原位超高真空变温STM/STS、自旋极化STM/STS、点接触Andreev反射和A-B量子干涉效应等探测手段对有关纳米结构和器件的特性进行表征；系统地研究纳米结构尺寸变化对条纹相、赝能隙、Tc乃至高温超导相图的影响，揭示由尺寸效应引起的高温超导相图中的各态；实现对条纹相、赝能隙等量子态的直接检测以及对微观奇异相的直接可控研究；利用高温超导纳米器件的特殊结构，探测A-B量子干涉效应及其vison激发等，从实验上验证强关联电子系统中的自旋电荷分离机制，为理论提供更详细的实验证据。

结项摘要

本课题利用界面辅助自组装和激光分子束外延技术制备了表面纳米结构，从简单的隔离层纳米结构体系，拓展到有序的高温超导纳米结构阵列。制备了高温超导纳米器件。同时，利用原位超高真空STM/STS和输运测量等对有关纳米结构的结构和物理性能进行了表征。获得了如下研究成果：.1）利用“界面辅助自组装”和激光分子束外延技术，完成了CeO2隔离层和YBCO高温超导纳米结构的制备和表征，优化了制备工艺。.2）结合电子束刻蚀与纳米加工技术，采用一种“在最后进行薄膜沉积”的制作技术制备了YBCO高温超导纳米结构器件，如纳米线、纳米环、纳米岛等。.3）利用超高真空STM测量了YBCO高温超导纳米结构的低温、外加磁场下的输运性质。研究表明，高温超导纳米结构的超导转变温度Tc随纳米尺寸的减小而降低；随着纳米尺寸的减小，正常态的负磁阻效应增强。分析表明，该负磁阻现象主要是由弹道散射和探针排列等量子相干输运导致的电子弱局域化而引起的。测量了YBCO纳米结构的扫描隧道谱（STS），研究了高温超导纳米结构的配对态对称性、赝能隙等与高温超导机理密切相关的一些基本问题。高温超导纳米结构的扫描隧道谱研究表明其为d波对称、在欠掺杂区有明显的赝隙行为。高温超导体纳米结构的配对态对称性、赝隙行为等一直没有定论，我们的研究结果对这方面的研究具有重要的科学意义。.4）通过XPS、TEM并结合第一性原理计算弄清了LaAlO3/SrTiO3氧化物异质界面二维电子气形成的物理机制。研究表明，二维界面处的La、Ti共存导致了SrTiO3的能带弯曲，传导电子受限于弯曲的量子势阱中，形成了二维电子气。这一发现为LaAlO3/SrTiO3氧化物异质界面二维电子气的起源提供一个新的视角并可能结束关于这一问题长达十年之久的争论。另外，通过极低温、强磁场输运测量证实了(110)LaAlO3/SrTiO3界面存在二维超导电性，超导转变温度在200mK左右。通过R-T和变温V-I测试我们确定了(110)LaAlO3/SrTiO3界面样品的BKT转变温度，估算出了此二维超导体的超导层厚度（18 nm）和相干长度（52 nm）。此界面二维超导电性的证实为研究复杂氧化物界面物理及超导机理提供了新的平台。

项目成果

期刊论文数量（40）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（1）
专利数量（0）
d carrier induced intrinsic room temperature ferromagnetism in Nb:TiO2 film
d Nb:TiO2 薄膜中载流子诱导的本征室温铁磁性
  • DOI：
    10.1063/1.4707378
  • 发表时间：
    2012-05
  • 期刊：
    Applied Physics Letters
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    L. He;R. F. Dou;C. M. Xiong;J. C. Nie
  • 通讯作者：
    J. C. Nie
Thickness dependence of structural and electrical properties of electron-doped Sr1-xLaxCuO2 infinite-layer thin films grown by pulsed laser deposition
脉冲激光沉积生长的电子掺杂 Sr1-xLaxCuO2 无限层薄膜的结构和电性能的厚度依赖性
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Journal of Physics Conference Series
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Y. Sun;Y. Ma;M. R. Chen;J. Y. Yang;H. Li;J. C. Nie
  • 通讯作者：
    J. C. Nie
Angle-Dependent van Hove Singularities in a Slightly Twisted Graphene Bilayer
轻微扭曲石墨烯双层中的角度相关范霍夫奇点
  • DOI：
    10.1103/physrevlett.109.126801
  • 发表时间：
    2012-09-17
  • 期刊：
    PHYSICAL REVIEW LETTERS
  • 影响因子：
    8.6
  • 作者：
    Yan, Wei;Liu, Mengxi;He, Lin
  • 通讯作者：
    He, Lin
Ultrathin alpha-Fe2O3 Nanoribbons and Their Moire Patterns
超薄 α-Fe2O3 纳米带及其莫尔图案
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Journal of Physical Chemistry C
  • 影响因子：
    3.7
  • 作者：
    W. He;Y. Su;J. C. Nie;L. He
  • 通讯作者：
    L. He
Stabilization variation of organic conductor surfaces induced by pi-pi stacking interactions
π-π堆积相互作用引起的有机导体表面稳定性变化
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Chinese Physics B
  • 影响因子：
    1.7
  • 作者：
    R. F. Dou;L. Feng;F. W. Liu;Y. Sun;J. Y. Yang;B. F. Lin;L. He;C. M. Xiong;J. C. Nie
  • 通讯作者：
    J. C. Nie

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一种高温超导体纳米结构阵列的制备方法
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    聂家财
  • 通讯作者：
    聂家财
基于界面的钙钛矿氧化物电子学
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  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    物理
  • 影响因子：
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  • 作者：
    方跃文;聂家财;段纯刚
  • 通讯作者：
    段纯刚

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]
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          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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