课题基金 / 基金详情

高度取向黑磷砷形成与调控机制

批准号:
52104405
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
彭聪
依托单位:
学科分类:
资源循环利用
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
彭聪

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
砷高质资源化利用是解决有色行业砷污染问题的根本出路。黑磷砷二维材料具有红外探测应用的独特潜质,是红外光电器件领域具跨时代意义的新兴材料。但目前剥离所得的二维黑磷砷横向尺寸小(低于100μm)、晶体缺陷多,大大限制了其应用。其原因是前期黑磷砷块体材料的合成过程中,生成的黑磷砷晶体取向随机、结构连续性差。针对该问题,巧妙提出过渡层调控黑磷砷择优取向生长的新思路,以制备取向一致、结构连续的黑磷砷晶体。本项目拟开展以下研究:1.解析过渡层的结构特征,明确过渡层结构优化机制; 2.研究黑磷砷晶体在过渡层上择优取向生长规律与路径,揭示晶畴取向调控机制; 3.研究添加剂分子与黑磷砷{010}晶面结合作用,对黑磷砷晶畴间拼接的影响规律,揭示其对黑磷砷结构连续性的促进机理。项目旨在阐明黑磷砷在过渡层上的晶体择优取向与晶畴拼接机制,形成高质量黑磷砷制备技术原型,为砷高端新材料开发提供支持。
英文摘要
High-quality utilization of arsenic is fundamental way to solve arsenic pollution problem in non-ferrous metallurgy industry. Black arsenic phosphate (b-AsP) 2-dimensional material has unique potential in infrared detection application, and is a new material leading cross-age technical transformation in infrared photoelectric device field. However, the exfoliated 2D b-AsP at present has the problems of small lateral dimensions (lower than 100μm), and too much crystal defect co-existing, which greatly limits its application. The key reason for this problem is that the bulk b-AsP synthesized before exfoliation is randomly oriented and has low continuity in the crystal structure. For this problem, this project proposes a new idea that the b-AsP epitaxially grow in preferred orientation on a transition layer, aiming at synthesizing highly-oriented and continuous b-AsP crystal material. The following researches are planned to carried out: 1) resolution and characterization of crystal structure of transition layer, and determination of the structure optimization mechanism; 2) study of preferred orientation growth pattern and route of b-AsP crystal on transition layer, revealing the mechanism of crystal domain orientation control; 3) study of the influence of additive agent molecules bonding to {010} crystal facet upon the b-AsP crystal domain stitching, to clarify the mechanism in promotion of crystal structure continuity via molecules bonding effect. This project aims at revealing the mechanism of preferred orientation of b-AsP on transition layer and the stitching of b-AsP crystal domains, forming technology prototype of preparing high-quality b-AsP material, and also providing support to the development of advanced arsenic materials.
砷高质资源化利用是解决有色行业砷污染问题的根本出路。黑磷砷二维材料是光子及光电子电应用领域重要的新兴材料。目前黑磷砷横向尺寸小、晶体缺陷多而限制了其应用,主要是按目前的合成方法黑磷砷晶体生长过程取向各异、结构连续性差。针对此问题,项目创新提出了外源分子调控下黑磷砷外延取向生长的思路,通过独特的气相传输温场设计,控制气流由快速湍流转为平缓流,抑制硅基底(Si/SiO2)上多点成核;开展了不同添加剂体系下黑磷砷的合成,阐明了硅基底上初始层/过渡层的特征与生成规律;系统研究了黑磷砷在初始层/过渡层上生长过程,考察了不同温度场、压力场、时间、砷磷比、添加剂加入量等对黑磷砷生长过程的影响,解析了黑磷砷不同条件下的晶体结构特征;研究了不同外源分子对黑磷砷晶畴生长及拼接的影响,研选了对黑磷砷具特异性吸附作用分子,以降低黑磷砷(010)表面能;发现了Te2外源分子对黑磷砷晶畴生长与拼接具独特作用,可大幅降低黑磷砷(010)晶面表面能,黑磷砷生长模式转为“层内有序延伸-逐层生长”模式,结合温场控制下缓流气相传输对形核位点的抑制,可实现高质量黑磷砷大块单晶合成,国内外首次获得FHWM≤0.05°黑磷砷单晶片,实现了取向一致高质量黑磷砷大单晶的合成;在此基础上,利用获得的黑磷砷大单晶,采用激光加工制备了具原子级平整表面的大面积黑磷砷单晶薄膜,研究不同波长条件下的光电响应特性,该薄膜在各种波长条件下均表现出良好的自供电特性,其展现出低暗电流和8.5 × 1010 cm Hz1/2 W-1的高室温探测率,这是迄今黑磷砷材料的最高报道值,而且高于目前商用的中波长红外(MWIR)探测器。制备的大平面黑磷砷光电探测器也展现出优异的均匀性,为高性能电子和光电子应用奠定了良好技术与理论基础。
溶血磷脂酸(LPA)通过LPAR5/PKD1信号通路作用角质形成细胞促进银屑病的分子机制研究
  • 批准号:
    82073458
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    56.0万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    彭聪
  • 依托单位:
溶血磷脂酸(LPA)通过LPAR5/PKD1信号通路作用角质形成细胞促进银屑病的分子机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    --
  • 资助金额:
    56万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    彭聪
  • 依托单位:
表皮CD147通过Fyn/Stat3信号通路调控LL-37表达促进银屑病的作用机制研究
  • 批准号:
    81773341
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    彭聪
  • 依托单位:
TRAF6泛素化修饰CD147对黑素瘤细胞侵袭转移调控的分子机制研究
  • 批准号:
    81572679
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    彭聪
  • 依托单位:
国内基金
海外基金