Dynamics of Size-Selected Gold Nanoparticles Studied by Ultrafast Electron Nanocrystallography
我们报道了超快电子纳米照相术在分子界面上的尺寸选择的金纳米颗粒（2-20 nm）的研究。可逆的表面熔化，熔化和再结晶进行了研究与动态全剖面径向分布函数确定亚皮秒和皮米精度。在超快光诱导熔化中，纳米颗粒被驱动到非平衡转变，其特征在于初始晶格变形、非平衡电子-声子耦合，以及在熔化时的集体键合和脱键，将纳米晶体转变成带壳纳米液体。在预熔化和相干变换与晶体/液体共存的光熔化过程中的排斥性结构激发不同于再结晶的相互行为，其中热晶格从液体形成，然后热收缩。结构变化的程度和熔化的热力学被发现依赖于纳米颗粒的尺寸。
2007-04-07 cond-mat.mtrl-sci
Melting properties of Ag$_x$Pt$_{1-x}$ nanoparticles
在纳米级，材料表现出独特的性质，大大不同于那些散装状态。在Ag $_x$ Pt $_{1-x}$纳米合金的情况下，我们旨在研究不同尺寸和组成的纳米颗粒的固-液转变。该系统是特别令人感兴趣的，因为Pt具有高熔点（2041 K，相比之下Ag为1035 K），这可以在相对高的温度下在不同的催化反应期间保持纳米颗粒固体，例如我们在纳米管的生长中所需要的。我们进行了原子尺度的模拟，使用半经验势在蒙特卡罗代码中实现在恒定的温度和化学成分的正则系综。我们观察到，熔化温度随尺寸（纯系统和合金）和组成而降低。我们表明，熔化系统地通过一个中间阶段的结晶核心（纯铂或混合PtAg取决于组合物）和纯银液体皮肤，这强烈质疑的想法有一个多面的固体颗粒在催化反应碳纳米管合成。
2022-05-30 cond-mat.mtrl-sci
Unveiling and quantifying the topology-dependent pre-melting of nanoparticles
Materials Design SARL；ICMMO, Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学 ICMMO）；ASNR/PSN-RES/SEMIA/LSMA Centre d’études de Cadarache（卡达拉舍研究中心 ASNR/PSN-RES/SEMIA/LSMA）；Institute of Materials Innovation, Nagoya University（名古屋大学材料创新研究所）；Materials Design, Inc.
本研究揭示了六方密堆积Co纳米颗粒中晶面依赖性的表面预熔现象，并通过分子动力学模拟量化了其熔化行为与纳米颗粒尺寸的关系。
2026-08-04 cond-mat.mtrl-sci
Thermal instability of decahedral structures in platinum nanoparticles
我们进行分子动力学模拟的887和1389原子的十面体铂纳米粒子使用嵌入的原子势。通过构建微正则热量曲线，我们确定从十面体到fcc的结构转变的颗粒熔化前。相变发生在相共存期间，并且似乎通过十面体结构的熔化和随后的再结晶成fcc结构而发生。
2006-08-16 cond-mat.mtrl-sci
Data-driven simulation and characterisation of gold nanoparticle melting
纳米颗粒热稳定性的模拟和分析是其在技术设备中应用的垫脚石，需要快速准确的力场，以及有效的表征方法。在这项工作中，我们基于从密度泛函理论计算中收集的数据，为金纳米粒子开发了高效，可转移和可解释的机器学习力场。我们用它们来研究不同尺寸（1至6 nm）的金纳米粒子的热力学稳定性，包含多达6266个原子，通过分子动力学模拟关于固-液相变。我们预测纳米粒子的熔化温度与现有的实验数据吻合得很好。此外，我们的特点的固-液相变机制，采用无监督的学习计划来分类本地原子环境。因此，我们提供了一个数据驱动的定义的液体原子排列的内部和表面区域的纳米粒子，并采用它来显示，熔化开始在外层。
2022-04-22 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Melting and Equilibrium Shape of Icosahedral Gold Nanoparticles
我们用分子动力学模拟研究了几千个原子的金二十面体团簇的熔化过程。我们特别注意表面原子的行为，以及团簇的平衡形状。我们发现，尽管在熔融温度T_m之前团簇表面仍保持有序，但由于顶点和边缘原子迁移率的增加，团簇表面结构明显软化，导致层间和层内扩散，团簇的平均小面尺寸缩小，团簇在熔融温度下的平均形状接近球形.
2004-08-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Optical Properties of Isolated and Supported Metal Nanoparticles
综述了与孤立和负载金属纳米粒子线性光学性质相关的主要现象。利用Mie理论和离散偶极子近似计算了消光、吸收和散射效率。的光学光谱的起源进行了讨论，在每个纳米粒子的大小，形状和环境。每个纳米粒子的主要光学特征进行了鉴定，显示了巨大的潜力，光学光谱作为一种工具的表征。
2004-11-23 cond-mat.mtrl-sci
Temperature-dependent photoionization thresholds of alkali-metal nanoparticles reveal thermal expansion and the melting transition
University of Southern California（南加州大学）
通过高精度测量揭示碱金属纳米颗粒温度依赖性光电离阈值，发现其工作函数随温度变化并揭示熔化转变。
2026-02-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.atm-clus
An Investigation of Thermal Properties of Cu-Au Janus Nanoparticles
Galatasaray High School, Galatasaray University（加拉塔萨雷高中，加拉塔萨雷大学）；Department of Physics, Pamukkale University（帕姆卡莱大学物理系）
本研究通过分子动力学模拟揭示了铜-金Janus纳米颗粒的热性质，发现其熔点和相变行为受组成比例和材料分散影响。
2025-12-01 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Tracking the Mn diffusion in the carbon-supported nanoparticles through the collaborative analysis of atom probe and evaporation simulation
碳载纳米颗粒由于其高的比表面积而被广泛用作高效催化剂。为了研究它们的结构-性能关系，获得三维元素分布是非常必要的。在这里，碳载Pt，PtMn合金，有序Pt 3 Mn纳米粒子的合成和分析与原子探针断层扫描作为模型系统。最后，对碳载体的场蒸发行为进行了讨论，并将获得的各重构结果与蒸发模拟的计算结果进行了比较。本文提供了一个使用原子探针层析成像的非均相碳纳米粒子系统的研究，导致对碳负载纳米催化剂的广泛应用的见解的指导。
2022-02-17 cond-mat.mtrl-sci
Comment on "Extension of Rietveld Refinement for Benchtop Powder XRD Analysis of Ultrasmall Supported Nanoparticles" by J. Lipp et al. (Chem. Mater. 2022, 34, 18, 8091-8111)
评论给出了主要的论点，证明了评论文件标题中的主张及其一些结论必须是错误的主要原因。通过原子模拟提供了一个说明参数的例子。
2022-12-20 cond-mat.mtrl-sci
Heat release in clusterization of nanoparticles
我们表明，纳米晶体的熔化温度的尺寸依赖性的效果可以用来管理异常的纳米晶体的热力学性质在预熔范围。例如，如果纳米晶体的温度接近熔点，则它们的机械接触应导致温度的变化和一些热的释放。我们讨论了从低温介质中提取热能的“热泵”结构的基本可能性。
2009-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gold Nanoparticles supported on MoS2 Nanoribbons matrix as a biocompatible and water dispersible platform for enhanced photothermal ablation of cancerous cells using harmless near infrared irradiation
由于光热效率高于传统使用的还原氧化石墨烯，同时是水分散性的，我们提出了生物相容性钼纳米带-金纳米颗粒（MoS 2 NR-Au NP）系统，用于使用NIR辐射（808 nm）协同增强癌细胞的光热消融（100%死亡率），这是由于值得称赞的温度以快得多的速率上升到70 ℃以上。
2014-12-16 cond-mat.mtrl-sci
Size and shape-dependent melting mechanism of Pd nanoparticles
采用分子动力学模拟研究了具有2-20个完整壳层的立方八面体和二十面体纳米粒子的热力学行为。最初的嵌入原子方法（EAM）进行了比较，最近高度优化的版本作为原子间的潜力。利用势能和比热容以及径向分布函数G（r）和共同近邻分析（CNA）对团簇的热稳定性进行了探讨，同时对固态和熔融转变进行了全面的描述。结果表明，ico是小团簇（使用原始EAM的Pd 55-Pd 309和使用优化版本的Pd 55）的唯一稳定形状，这些小团簇由于其小直径而均匀熔化。一个例外是通过优化的EAM建模的cub Pd 309，其在升高的温度下转化为ico。对于Pd 923-Pd 2075团簇，原始EAM预测了类似的cub到ico转变，而对于较大的团簇，cub和ico在熔点之前都是稳定的。用G（r）和CNA分析发现，中、大型立方团簇在（100）面处的液相成核和向内生长前的液相生长过程中表现出表面熔融。而由于ico团簇的分区结构阻碍了液相的生长，对角（一个角到另一个角）熔化占主导地位。采用优化的EAM，大的ico团簇呈现出表面和对角熔化的组合，这是由于同时从不同的角开始对角熔化。最后，熔融温度以及融合的潜热进行了计算，并与现有的模型和以前的研究表明，与目前的结果不同，该模型未能预测大小依赖的基序交叉。
2020-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Melting and crystallization of Sn, Bi and Pb nanoparticles in contact with Al
研究了过冷度对Bi、Sn、Pb纳米粒子在铝基体上和铝层间结晶度的影响。它已被证明是有效的分层膜系统的使用的限制过冷度的研究中的颗粒基体系统与共晶型的相互作用之间的组分。所得结果进行了讨论，并与文献数据进行了比较。- Predstavleny rezultaty issledovanij pereohlazhdenij pri kristallizacii nanorazmernyh随机Bi，Sn i Pb na Al podlozhke i mezhdu sloyami alyuminiya. Pokazana effektivnost is polzovaniya sloistyh plenochnyh system dlya issledovaniya predelnogo pereohlazhdeniya v systemah chastica-matrica s evtekticheskim tipom vzaimodejstviya mezhdu componentami. Poluchennye rezultaty obsuzhdeny i sopostavleny s literaturnymi dannymi.
2020-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The characterization of Co-nanoparticles supported on graphene
采用密度泛函理论（DFT）计算和X射线光电子能谱（XPS）和X射线发射谱（XES）测量了分散在石墨烯/铜复合材料上的Co纳米颗粒的X射线光电子能谱（XPS）和X射线发射谱（XES）。发现在0.02nm和0.06nm的Co覆盖度下，Co原子形成岛状结构，在空气中暴露时，这些岛状结构被强烈氧化。对于Co（2nm）覆盖，上部Co层被氧化，而与石墨烯接触的下部层处于金属状态。因此，Co（2nm）覆盖诱导形成保护性氧化物层，提供Co纳米颗粒的铁磁性质，其可用作自旋电子器件中的自旋过滤器。
2014-11-17 cond-mat.mtrl-sci
Surface Rearrangement and Evaporation Kinetics of Supported Gold Nanoparticle Catalysts
由负载型金属纳米颗粒组成的非均相催化剂通常从其大比例的欠配位表面位点获得优异的催化活性，所述表面位点促进反应物分子的吸附。同时，这些高能表面构型是不稳定的，导致纳米颗粒生长或降解，并最终失去催化活性。催化纳米颗粒的表面形态对催化活性、选择性以及降解速率至关重要，然而，众所周知，苛刻的反应条件会导致表面结构发生变化。尽管如此，有限的研究集中在理解纳米颗粒表面刻面和降解速率或机制之间的联系。在这里，我们研究了一个模型Au负载的催化剂系统在一定的温度范围内使用的组合\textit{in situ}透射电子显微镜，动力学蒙特卡罗模拟，和密度泛函理论计算，以建立一个原子的图片如何在表面结构和原子配位环境的变化导致转变的演变机制作为温度的函数。通过结合实验结果，产生直接观察的动态形状变化和粒子蒸发速率，与计算技术，这使得了解纳米粒子演变的基本热力学和动力学，我们说明了一个两步的演变机制，其中移动吸附原子形成通过解吸从低配位方面，随后蒸发掉的粒子表面。通过了解温度在表面扩散和蒸发之间竞争中的作用，我们能够展示单个原子运动如何导致颗粒尺度的形态变化，并合理解释为什么在几乎相同的纳米颗粒系统中颗粒之间的蒸发速率会有所不同。
2022-09-30 cond-mat.mtrl-sci
Interfacial Energy Gradients Drive Coalescence of Supported Nanoparticles
本文利用原位透射电镜发现Pt纳米颗粒在SiN基底上与Si纳米畴接触后转变为Pt₃Si相，并在界面能梯度驱动下定向迁移，从而调控聚结行为，为利用基底非均质性理性设计负载型纳米材料提供了新思路。
2025-06-04 cond-mat.mtrl-sci
Melting Point and Lattice Parameter Shifts in Supported Metal Nanoclusters
在统一方法的框架下，从理论上研究了负载型金属纳米团簇的熔点和晶格常数与团簇高度的关系。提出了空位机制来描述纳米团簇的熔点和晶格参数随团簇尺寸减小而发生的变化。结果表明，在高真空条件下（p<10^-7），团簇-衬底相互作用的范德华力对团簇熔点和晶格参数的变化起着重要作用。所提出的模型令人满意地解释了实验数据。
2009-07-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Melting, bubble-like expansion and explosion of superheated plasmonic nanoparticles
本研究利用时间分辨相干衍射成像观测气相银纳米粒子在等离激元共振加热下的熔化、空化与爆炸碎裂现象，并结合分子动力学模拟揭示不同结果仅取决于亚稳态过热液体稳定性极限的越过情况。
2023-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.atm-clus
Theoretical study of the thermal behavior of free and alumina-supported Fe-C nanoparticles
通过分子动力学模拟研究了自由态和氧化铝负载的铁碳纳米颗粒的热行为。我们观察到衬底的存在将中等和大的$Fe_{1-x}C_x$纳米颗粒（$x$ = 0-0.16，$N$ = 80-1000，非幻数）的熔化温度提高了40-60 K;它在定义较小的Fe纳米颗粒（$N$ = 50-80）的基态中也起重要作用。我们研究的主要焦点是铁-碳相图作为纳米颗粒尺寸的函数的调查。我们发现，随着团簇尺寸在1.1-1.6 nm直径范围内减小，共晶点不仅显著地向更低的温度移动，正如吉布斯-汤姆森定律所预期的那样，而且还向更低的C浓度移动。最大碳溶解度对Fe-C团簇尺寸的强烈依赖性可能对化学气相沉积法催化生长碳纳米管具有重要意义。
2006-12-21 cond-mat.mtrl-sci
Machine-learnt potential highlights melting and freezing of aluminium nanoparticles
本研究利用贝叶斯力场和分子动力学模拟，全面揭示了铝纳米颗粒在200至11000个原子尺寸范围内的熔化与凝固热力学循环，明确了二十面体、十面体及FCC结构的尺寸依赖稳定性，并发现滞后回线及表面局部结构有序性。
2024-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Surface Melting and Breakup of Metal Nanowires: Theory and Molecular Dynamics Simulations
我们考虑金属纳米线的表面熔化通过解决一个唯象的双抛物线朗道模型和进行分子动力学模拟的镍和铝纳米线。该模型表明，当与固体表面接触的熔体的铺展参数$Δγ$为正（即，如果熔体润湿或部分润湿表面）并且线足够厚时，表面熔融将先于本体熔融，这与平面表面和足够大的纳米颗粒的情况一样。如果$Δγ$为阴性，则不会发生表面熔化。我们使用分子动力学模拟来测试这个模型，它假设金属丝的表面能是各向同性的。对于镍，我们观察到与存在的两个表面小面中的每一个相关联的各向异性表面熔化的开始，但是这让位于均匀的表面熔化，并且固体径向熔化，直到固体核心最终破裂。对于铝，虽然我们观察到一个面的完全表面熔化，但最低能量表面保持部分干燥，甚至达到熔体完全穿透固体芯的程度。
2018-12-13 cond-mat.mtrl-sci
Carbon supported CdSe nanocrystals
深入探讨了热注入法制备的CdSe纳米颗粒附着在碳纳米管上的机理。据观察，水的存在下，提高了纳米管的覆盖率，而含氯介质是负责的纳米粒子的形状转变和进一步附着到碳晶格。实验还表明，发生的机制涉及几个因素的正确平衡，即，低钝化的纳米颗粒表面，具有明确定义的结晶面的颗粒，以及与无有机物的sp2碳晶格的相互作用。此外，该过程可以扩展到通过量子点覆盖石墨烯。
2009-03-14 cond-mat.mtrl-sci
Determining phase transition using potential energy distribution and surface energy of Pd nanoparticles
采用分子动力学模拟研究了壳层数为2-20（55-28741个原子）的立方八面体和二十面体纳米粒子的热力学行为。采用嵌入原子方法描述原子间相互作用势。同时利用势能、比热容（Cp）、热量曲线等常规熔化判据，以及径向分布函数（G（r））和共同近邻分析（CNA）等结构分析方法，对熔化过程进行了全面的描述。结果表明，势能分布和表面能（γ_p）这里提出的持有几个优点比以前的标准。特别地，势能分布可以区分内部和表面原子，甚至可以区分表面的角、边和平面原子。而G（r）和CNA不是表面敏感的方法，不能区分表面熔化和同素异形转变。同素异形体的变化在C_p和γ_p中表现得更为明显，而在势能中表现得更为明显。然而，确定准确的C_p需要足够的采样来平均。最后，讨论了目前确定γ_p方法中存在的一些问题，并提出了一种基于现有模型的简单方法，该方法不依赖于表面积的估计，可以分别与Guggenheim-Katayama和Tolman的模型相一致地预测出正确的温度和尺寸依赖性趋势。
2019-08-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Theory of Electro-Ionic Perturbations at Supported Electrocatalyst Nanoparticles
本文提出半经典模型研究支撑电催化剂纳米颗粒的电化学性质，揭示支撑体引起的电子与离子电荷扰动导致局部零电荷电势差异超0.5 V，并经第一性原理验证。
2025-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The role of surface spin polarization on ceria-supported Pt nanoparticles
本文通过第一性原理模拟首次揭示CeO₂-(111)表面自旋极化可降低氧空位形成能、增强氧化物可还原性，并显著降低CO氧化反应活化势垒，同时增强Pt纳米颗粒与二氧化铈表面氧的键合。
2021-10-02 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Crystallizing Substrates Drag Supported Nanoparticles
University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；Northwestern University（西北大学）；California Institute of Technology（加州理工学院）
通过原位TEM和4D-STEM，发现非晶AlOₓ薄膜的结晶前沿通过界面能不对称性拖动Pt纳米颗粒长距离迁移，相场模拟揭示曲率梯度是质量再分布和颗粒位移的机制。
2026-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Laser Assisted Solution Synthesis of High Performance Graphene Supported Electrocatalysts
需要用金属（氧化物）纳米颗粒官能化石墨烯薄片的简单但通用的方法，特别是用于开发先进催化剂。在此，基于光诱导电化学，报道了一种激光辅助的连续溶液路线，用于同时用催化纳米颗粒还原和修饰氧化石墨烯。电化学氧化石墨烯（EGO）由于其低氧化程度而被用作起始材料和电子-空穴对源，这赋予了结构完整性和耐受光降解的能力。简单地照射含有EGO和金属盐的溶液流（例如，H2 PtCl 6或RuCl 3）与248 nm波长的激光产生还原的EGO（rEGO，氧含量4.0 at%）薄片，其用Pt（~2.0 nm）或RuO 2（~2.8 nm）纳米颗粒装饰。的RuO 2-rEGO薄片表现出优异的催化活性的析氧反应，需要一个小的过电位为225 mV，以达到10 mA cm-2的电流密度。Pt-rEGO薄片（10.2wt%的Pt）显示出对于析氢反应的增强的质量活性，以及与商业20wt% Pt/C催化剂相比对于氧还原反应的类似性能。这种简单的生产方法也用于在rEGO上沉积PtPd合金和MnOx纳米颗粒，证明了其在合成功能纳米颗粒改性石墨烯材料方面的多功能性。
2020-10-12 cond-mat.mtrl-sci
A computational investigation of H2 adsorption and dissociation on Au nanoparticles supported on TiO2 surface
讨论了负载在金红石型TiO_2（110）表面上的金纳米粒子在H_2吸附和解离过程中所起的特殊作用。结果表明，H2在n = 1，2，8和20的Au_n团簇上的分子吸附和解离吸附取决于团簇的尺寸、几何结构、团簇的柔性以及与载体材料的相互作用。金红石型TiO_2（110）载体对金团簇上的H_2解离有很强的促进作用。它表明，对H2解离的活性位点位于角落和边缘上的支持物附近的金纳米粒子的表面上。TiO2（110）表面上的低配位氧原子对H2解离起着至关重要的作用。因此，负载在金红石TiO2（110）表面上的金纳米颗粒的催化活性与纳米颗粒和载体之间的周边界面的长度成比例。
2011-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.atm-clus
Silver-Platinum nanoparticles and nanodroplets supported on silica surfaces: structure and chemical ordering
本文通过蒙特卡罗模拟研究二氧化硅支撑体的无序与粗糙度对AgPt纳米颗粒结构和化学有序性的影响，揭示弱相互作用基底界面处原子排列的变化规律。
2023-07-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Benchmarking Universal Machine Learning Interatomic Potentials for Supported Nanoparticles: Decoupling Energy Accuracy from Structural Exploration
Princeton University（普林斯顿大学）；Shell India Markets Pvt. Ltd.（壳牌印度市场有限公司）；Shell Information Technology International Inc.（壳牌信息技术国际公司）
本文通过对比通用机器学习互原子势（uMLIPs）与特定领域模型，在支持纳米颗粒的Al₂O₃表面评估能量精度与结构探索能力，发现MACE-OMAT在能量精度上与DP-UniAlCu相当，而MatterSim-v1.0.0-1M在某些尺寸下能发现更稳定的结构。
2026-03-25 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Microscale selective laser sintering of Cu nanoparticles with a short-wavelength nanosecond laser
Department of Mechanical Engineering, University of Arkansas（阿肯色大学机械工程系）
本研究利用短波长纳秒激光实现铜纳米颗粒的微尺度选择性烧结，展示了亚20微米级别的高精度制造能力。
2025-12-29 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Semiconductor to metal transition in SWNTs caused by interaction with gold and platinum nanoparticles
单壁碳纳米管（SWNTs）已被涂上金和铂纳米粒子无论是通过微波处理或点击反应，这些SWNT-metal纳米粒子复合材料的拉曼光谱进行了研究。拉曼光谱中的G带的分析表明，金属单壁碳纳米管与金属纳米颗粒附着的比例增加。这一结论也得到了在RBM波段观察到的变化的支持。从头计算结果表明，由于金属纳米颗粒和半导体单壁碳纳米管之间的库仑电荷转移，单壁碳纳米管中发生了半导体-金属转变。
2008-03-24 cond-mat.mtrl-sci
Size dependent phase diagrams of Nickel-Carbon nanoparticles
镍-碳纳米颗粒的富碳相图，相关的催化和催化化学气相沉积合成的碳纳米管，计算系统的尺寸高达约3纳米（807镍原子）。原子间相互作用的紧束缚模型驱动用于定位固体、核/壳和液体稳定域的巨正则蒙特卡罗模拟，作为尺寸、温度和碳化学势或浓度的函数。熔融是有利的碳从纳米颗粒表面掺入，导致在一个强大的相对较低的共晶温度和相图拓扑结构不同于散装。在我们理解纳米管生长机制时，应考虑到这一点。
2015-06-10 cond-mat.mtrl-sci physics.atm-clus
Size effect on the spontaneous coalescence of nanowires
本文研究了纳米粒子接触聚结过程的尺寸效应。分子动力学结果表明，纳米尺度的表面曲率与有效熔化温度的耦合对界面原子的扩散有很强的影响，因此对聚结时间有重要影响.这种效应对于低于20 nm的表面曲率特别明显。一个唯象模型来自熔点降低的方法来描述纳米线聚结的动力学过程，并对各种模拟数据集进行验证。样品尺寸，烧结温度和接触形态演变之间的定量相关性被证明。
2019-04-10 cond-mat.mtrl-sci
The characterization of Co-nanoparticles supported on graphene
采用密度泛函理论计算和X射线光电子能谱学测量了分散在石墨烯/Cu上的Co纳米颗粒。发现对于低钴厚度（0.02 nm - 0.06 nm），Co形成非均匀分布的岛，其在暴露于空气下被强烈氧化以形成钴氧化物。在高达2nm的更大厚度下，上部Co层类似地被氧化，而接触石墨烯的下部层保持金属性。测量结果表明Co2+氧化态，没有证据表明在任何Co厚度下出现3+态，与CoO和Co[OH]2一致。结果表明，较厚的Co（2nm）覆盖诱导形成的保护性氧化物层，同时提供的Co纳米粒子的磁性。
2015-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
On the electric conductivity of highly ordered monolayers of monodisperse metal nanoparticles
胶体合成的钴-铂纳米粒子的单层，其特征在于不同直径的TEM（透射电子显微镜）沉积在结构化的氧化硅衬底和其特征在于SEM（扫描电子显微镜），GISAXS（掠入射X射线散射），和电输运测量。高度有序的纳米颗粒膜显示出在室温下空间相邻颗粒之间的热激活电子跳跃和在低温下的库仑阻塞。我们提出了一种新的方法来实验确定的粒子充电能量给值为6.7-25.4毫电子伏依赖于粒子的大小和独立的粒子间的距离。这些观察结果得到了FEM（有限元法）计算的支持，显示自电容是决定性的值，它只取决于周围空间的介电常数和颗粒半径。
2009-06-02 cond-mat.mtrl-sci
Investigation of sp carbon chain interaction with silver nanoparticles by Surface Enhanced Raman Scattering
利用表面增强拉曼光谱（SERS）研究了孤立的sp碳链（多炔）在甲醇溶液中与银纳米粒子的相互作用。端氢多炔化合物与作为SERS活性介质的银胶之间存在强相互作用，显示出化学SERS效应。多炔化合物与银胶体混合后的SERS光谱显示出明显的时间演化。实验结果，支持的密度泛函理论（DFT）计算的拉曼模式，使我们能够调查的行为和稳定性的多炔的不同长度和整体sp转换到sp2相。
2009-09-22 cond-mat.mtrl-sci
Hydride formation and phase separation in palladium nanoparticles from a transferable atomic cluster expansion potential
Ruhr-Universität Bochum（波鸿鲁尔大学）；University of Limerick（利默里克大学）
通过可转移原子簇展开势实现近DFT精度模拟，揭示钯纳米颗粒中氢致α-β相分离为核壳结构，并预测尺寸依赖的晶格参数和熔点降低。
2026-06-08 cond-mat.mtrl-sci
Self-organized metal nanostructures through laser driven thermocapillary convection
当纳米金属薄膜经受纳秒脉冲激光的多次快速熔化和再固化循环时，几种可能的薄膜自组织过程之间的竞争可以导致空间相关的界面纳米结构。本文研究了SiO_{ \text{2} }表面Co膜（1-8 nm厚）在非均匀（干涉）激光照射下反复快速熔化时的自组织和随之产生的长度尺度。图案演化产生纳米线，纳米线最终分裂成纳米颗粒，纳米颗粒在最近邻间距λ_{NN 2}内表现出空间有序性，其标度行为与热毛细流动的斑图形成和类瑞利不稳定性相一致。对于h_{0} \leq 2 nm，旋节不稳定膜的流体动力学不稳定性导致纳米颗粒的形成。
2007-04-10 cond-mat.mtrl-sci
Charge density wave melting in one-dimensional wires with femtosecond sub-gap excitation
电荷密度波（CDW）是低维金属中由于强的电子-电子和/或电子-声子耦合而通常出现的电子破缺的基态。通过飞秒激光脉冲光掺杂建立的非平衡载流子分布很容易淬灭这些基态，并诱导超快绝缘体到金属的相变。迄今为止，CDW熔化主要是在单光子和隧穿机制下研究的，而中间多光子机制则很少受到关注。在这里，我们激发一维铟线的CDW间隙~ 300 meV的中红外脉冲在190 meV与MV/cm的场强和探测瞬态电子结构的时间和角度分辨光电子能谱（tr-ARPES）。我们发现，CDW间隙填充的时间尺度短，我们的时间分辨率为300 fs相比，相变是在~ 1 ps内完成。在最小理论模型的支持下，我们将我们的发现归因于跨CDW能隙的多光子吸收。
2018-10-23 cond-mat.mtrl-sci
Spatial distribution of atoms in gas-covered Pd-X nanoparticles (X= Ag, Cu, Ni, Pt)
已经开发了一个Monte-Carlo（MC）模拟程序，其中允许考虑到表面原子的各种配位数和吸附物的存在下的对键能。对键能由原子的部分键能计算，而原子的部分键能又由修正的紧束缚模型在二阶矩近似下计算。该模型已被应用于研究吸附的氢，氧，一氧化碳和一氧化氮的作用上的表面组成和表面键的几何形状的Pd-X（X = Ag，Cu，Ni，Pt）纳米粒子具有fcc立方八面体几何结构与201，586，1289和2406个原子。并与已知的实验结果进行了比较。强调了这些结果在研究负载型催化剂上反应中的重要性。
1999-05-28 cond-mat.mtrl-sci
Adatom and nanoparticle dynamics on single-atom catalyst substrates
单原子催化剂代表了一个重要且不断增长的多相催化剂家族。最近的研究表明，除了由单原子活性中心提供的有价值的催化性能之外，催化剂基底上的单原子中心的存在可能显著影响与金属单原子共存的负载型金属纳米颗粒的群体。氧化铈基单原子催化剂在氧化或还原气氛中的处理被证明提供了精确的实验控制的负载的Pt纳米颗粒的大小，并相应地，控制催化剂的活性和稳定性。基于专门的表面科学实验，从头计算和动力学蒙特卡罗模拟，我们证明了Pt纳米粒子的人口在氧化铈表面的形态是Pt单原子位置和Pt纳米粒子之间的Pt原子竞争的结果。在氧化气氛中，Pt单原子位提供了强大的键合到单个Pt原子和Pt纳米颗粒收缩。在还原气氛中，Pt单原子位减少，Pt纳米颗粒生长。我们制定了一个通用的模型，铂再分散和粗化二氧化铈基板。我们的模型提供了一个统一的原子级解释的各种金属纳米粒子的动态过程中观察到的单原子催化剂在固定或交替的氧化/还原气氛，并允许分类的条件时，纳米粒子合奏单原子催化剂基板上可以稳定对奥斯特瓦尔德熟化。
2022-07-20 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Gold Nanoparticle Superlattice in Porous Silica and Low Temperature Catalytic CO Oxidation
纳米粒子超晶格（NPSLs）作为具有设计功能的材料而受到极大关注，但其在各种使用条件下缺乏结构稳定性而限制了其实际应用。在这里，我们报告了一种直接合成完全嵌入分级多孔二氧化硅的NPSL的新方法，该方法为反应物分子提供了优异的稳定性和有效的途径，使NPSL高效催化剂。由12 nm金纳米颗粒制成的超晶格在低温下对CO氧化表现出非常高的催化活性，显示出比小的金纳米颗粒更高的活性（约100 nm）。3nm）负载在金属氧化物上。金NPSL还显示出前所未有的稳定性，在一个月的连续催化反应中保持其结构稳定性和催化活性而没有任何降解迹象，这为实现金催化剂在汽车排放控制和绿色化学工业中的巨大潜力迈出了重要一步。
2018-11-08 cond-mat.mtrl-sci
In-Situ TEM Observation of Solid-State Phase Evolution in High-Entropy Alloy Nanoparticles
University of Petroleum and Energy Studies (UPES)（石油与能源大学）；Indian Institute of Technology, Kharagpur（印度理工学院哈格普尔分校）；Brazilian Centre for Research in Energy and Materials（巴西能源与材料研究中心）；State University of Campinas（坎皮纳斯州立大学）；Rice University（莱斯大学）；Federal University of ABC (UFABC)（ABC联邦大学）；Michigan Technological University（密歇根理工大学）
本研究利用原位高分辨率透射电子显微镜观察CoCrFeMnNi高熵合金纳米颗粒在不同温度下的相变，发现其粗化伴随成分异质性，分子动力学模拟验证了原子迁移率的机理。
2026-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Substrate-Mediated Evaporation and Stochastic Evolution of Supported Au Nanoparticles
Brookhaven National Laboratory（布鲁海文国家实验室）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）
研究高温真空退火过程中支撑金纳米颗粒的蒸发行为及其随机演化，提出自洽理论解释平均收缩与颗粒级变异性，揭示随机性在纳米尺度的重要性。
2026-03-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Non-neglectable entropy effect on sintering of supported nanoparticles
Zhangjiang Laboratory, Shanghai Advanced Research Institute, Chinese Academy of Sciences（张江实验室，上海高等研究院，中国科学院）；Shanghai Institute of Applied Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海应用物理研究所）；Zhejiang University（浙江大学）；Shanghai University（上海大学）；Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海微系统与信息技术研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；ShanghaiTech University（上海科技大学）；Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院大连化学物理研究所）；Hitachi High-Tech (Shanghai) Co., Ltd.（日立高新技术（上海）有限公司）
该研究通过实验和改进的理论框架证明，熵效应可胜过焓贡献主导负载型纳米颗粒的烧结行为，在加热时发生可逆重新分散，重塑了对纳米尺度烧结的理解。
2022-04-02 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Polyvalent Machine-Learned Potential for Cobalt: from Bulk to Nanoparticles
本研究开发了基于DFT-PBE训练的钴的q-SNAP机器学习势，具备长时模拟数值稳定性，可精准复现多种结构性质，计算的纳米颗粒热容、熔化温度与实验吻合，为催化等领域应用提供支撑。
2024-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Metallic clusters on a model surface: quantum versus geometric effects
我们确定的结构和熔融行为的支持金属簇使用从头算密度泛函为基础的处理簇内相互作用和近似处理的表面作为一个理想化的光滑平面产生有效的Lennard-Jones相互作用与离子的集群。我们应用这个模型来确定从4到22个原子的钠原子簇的结构，作为一个变量参数处理的集群表面的相互作用强度。对于一个强大的集群表面相互作用，集群形成二维（2D）单层结构，与经典的古普塔原子间势进行的结构和解离能的计算比较清楚地显示在这种情况下，在金属结合的量子壳效应的作用，并提出证据表明，这些壳效应对应于一个封闭的2D电子气。利用该模型详细研究了担载Na_（20）团簇的热力学和熔融行为。我们发现定量差异的熔化温度和热量曲线从密度泛函和古普塔治疗的价电子。一个明确的尺寸上的熔融行为的影响也被证明，与2D结构显示熔融温度高于那些散装或（在非常强的集群表面相互作用）没有明确的meltinglike过渡。
2012-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Size-dependent phase transitions in MoS2 nanoparticles controlled by a metal substrate
基于MoS 2的纳米材料是非常通用的; MoS 2纳米颗粒被证明是加氢脱硫和析氢反应等过程的催化剂，并且过渡金属二硫属化物通常最近已经成为纳米级电子学和光电子学的新型2D组件。这些材料的性质与它们的结构和维度密切相关。例如，只有由MoS 2纳米颗粒（NP）暴露的边缘是催化活性的，并且扩展的MoS 2系统根据其厚度和结晶相显示不同的特性（直接或间接间隙半导体或金属）。在这项工作中，我们展示了颗粒大小和与金属表面的相互作用如何影响不同MoS 2纳米颗粒的稳定性和性质以及由此产生的相图。通过计算的基础上的密度泛函理论（DFT），我们解决支持相互作用如何影响不同的大小，组成和结构的二硫化钼纳米粒子。我们表明，与金的相互作用修改了不同的纳米粒子类型的相对稳定性，使边缘终端和结晶相，是独立的纳米粒子和单层的亚稳定的支持系统中表示。这些支持效果是强烈的尺寸依赖于由于Au和MoS 2晶格之间的失配，这解释了实验观察到的支持MoS 2纳米颗粒的结构相的转变。考虑vdW相互作用和MoS 2下方Au（111）表面的收缩，进一步发现对于定量再现实验结果是必要的。这项工作演示了如何纳米结构的二硫化钼和类似的层状系统的性能可以通过选择支持金属进行修改。
2018-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Cyber Catalysis: N$_2$ Dissociation over Ruthenium Catalyst with Strong Metal-Support Interaction
催化信息学不断发展，在数据挖掘、分子模拟、计算设计和高通量实验自动化方面取得了重大进展。然而，迄今为止，在网络空间中揭示复合物负载的纳米颗粒催化剂的机理的努力被证明是不成功的。本研究填补了这一空白，探索N $_2$解离的支持Ru纳米粒子作为一个例子，使用通用的神经网络潜力。我们计算了200种催化剂构型，考虑了载体的还原和强金属-载体相互作用（SMSI），最终对各种N $_2$吸附状态进行了15，600次计算。在用实验IR光谱数据成功验证了我们的结果之后，我们澄清了SMSI表面高活性背后的关键N $_2$解离途径，并揭示了在650 °C下还原的催化剂的最大活性。我们的方法非常适用于其他复杂系统，我们相信它代表了多相催化研究数字化转型的关键第一步。
2022-08-29 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic hyperthermia experiments with magnetic nanoparticles in clarified butter oil and paraffin: a thermodynamic analysis
在磁流体热疗（MFH）实验的比功率吸收（SPA）模型中，纳米颗粒（NPs）的磁弛豫时间是加热机制的基本描述符。弛豫时间主要由纳米颗粒的磁性和纳米颗粒环境的流变学性质之间的相互作用决定。虽然磁性在MFH中的作用已被广泛研究，但到目前为止，NPs介质的热性质及其在MFH实验期间的变化一直被低估。在本实验中，我们发现ZnxFe 3-xO 4纳米颗粒在实验温度范围内通过不同的相变分散：澄清黄油（CBO）和石蜡。这些系统显示出在MFH实验的温度范围内的加热速率的非线性行为。对于CBO，$306 K$的快速增加与介质的粘度（\texteta（T））和比热（c_p（T））在其熔化温度以下和以上的变化有关。对于石蜡，加热速率的增加发生在$318 K$附近。纳米颗粒的磁性和形态学表征以及在$306 K$上方观察到的纳米颗粒的团聚表明，MFH曲线的快速增加与磁弛豫机制的变化无关，Néel弛豫占主导地位。事实上，由于在实验期间由磁场不均匀性驱动的NP的团聚，在低于和高于CBO熔点的温度下进行的连续实验运行导致不同的MFH曲线。对于石蜡观察到类似的效果。我们的研究结果突出了NPs介质的热力学性质的相关性，用于精确测量体外和体内环境的加热效率，其中热性质在MFH实验的温度窗口内在很大程度上是可变的。
2021-02-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.app-ph
Incidence of the Brownian relaxation process on the magnetic properties of ferrofluids
本研究探究布朗弛豫对不同尺寸磁铁矿纳米颗粒铁磁流体磁性能的影响，通过多种表征发现大颗粒样品在水凝固点出现磁滞热滞、273K以上有布朗弛豫特征的低频德拜峰，小颗粒则由Néel过程主导。
2024-02-13 cond-mat.mtrl-sci
