Nucleation and Growth of bundles of Single-Wall Carbon Nanotubes (C-SWNTs): the Benard-Marangoni Instability (BMI) model
一个完整的解释的金属催化剂纳米粒子的合成，以及随后的成核和生长的碳单壁碳纳米管束引入使用一种新的模型。它示出的合成过程导致形成的液体层过饱和的碳周围的每个金属催化剂纳米颗粒。一个solutal Bénard-Marangoni不稳定性和随后形成的模式的六边形对流细胞在液体层的发病预测和量化的线性和弱非线性分析。解释了对流胞中心碳单壁碳纳米管的成核和生长过程。
2004-11-26 cond-mat.mtrl-sci
Interaction of carbon clusters with Ni(100) : Application to the nucleation of carbon nanotubes
为了了解催化过程中碳纳米管成核的第一阶段，我们提出了一个紧束缚Monte Carlo研究的稳定性和不同的碳结构沉积在镍（100）表面的凝聚机制。根据几何形状，我们得到对比的结果。一方面，平面碳片的局部能量分布的分析表明，悬挂键保持不饱和，尽管存在的金属催化剂。它们的粘附力来自位于碳纳米结构下方的表面Ni原子的能量增益。另一方面，碳帽通过占据fcc镍结构的中空位点的碳原子的存在而稳定，这表明悬挂键的饱和。
2007-07-16 cond-mat.mtrl-sci
Theory of shot noise in single-walled metallic carbon nanotubes weakly coupled to nonmagnetic and ferromagnetic leads
本文从理论上研究了单壁金属碳纳米管中的散粒噪声。利用实时图形技术，我们计算了顺序隧穿区的电流、Fano因子和隧穿磁电阻。结果表明，微分电导显示特征的四倍周期性，表明单电子充电。这种周期性也是可见的隧道磁电阻的系统，以及在法诺因子。目前的研究阐明铁磁（与磁）的影响下考虑的运输特性的接触。
2007-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Modeling a Schottky-barrier carbon nanotube field-effect transistor with ferromagnetic contacts
在这项研究中，肖特基势垒碳纳米管场效应晶体管（CNT-FET）的模型，铁磁接触，已经开发。重点分析了电流-电压特性以及散粒噪声和热噪声。该方法是基于紧束缚模型和非平衡格林函数技术。计算表明，在室温下，CNT FET的散粒噪声在亚阈值区为泊松分布，而在栅压和漏/源压升高区，Fano因子大大降低.此外，输运性质强烈地依赖于源极和漏极接触中的相对磁化取向。特别地，观察到相当大的隧道磁阻，其绝对值可以超过50%。
2007-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical Spin Injection in Multi-Wall carbon NanoTubes with transparent ferromagnetic contacts
我们报告电自旋注入测量多壁碳纳米管。我们使用具有x $\approx$ 0.7的铁磁合金Pd $_{1-x}$ Ni $_{x}$，其允许获得在300 $K$下具有低至5.6 $kΩ$的电阻的器件。低于100 $kΩ$的器件电阻在300 $K$时的产率约为50%。我们在2 $K$测量由于铁磁引线的磁化反转引起的滞后磁阻。反平行（AP）取向和平行（P）取向的电阻之间的相对差为约2%。
2004-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin transport in disordered single-wall carbon nanotubes contacted to ferromagnetic leads
最近对多壁碳纳米管（CNTs）的电导测量揭示了类似于无序单壁CNTs的有效行为。这是因为电流基本上流过最外壳，并且受到来自内管的不均匀静电势的强烈影响。在这里，我们目前的理论研究自旋相关的输运通过无序的双壁碳纳米管以及单壁碳纳米管与安德森型障碍。碳纳米管端部接触铁磁电极模型为fcc（111）表面。我们的研究结果揭示了在碳纳米管的巨磁电阻效应。一些报道的结果涉及实际长的CNT，高达几百纳米。
2005-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Comparative Studies on Giant Magnetoresistance in Carbon Nanotubes and Graphene Nanoribbons with Ferromagnetic Contacts
这篇文章报道了碳纳米管（CNT）和石墨烯纳米带的巨磁电阻（GMR）的比较研究相似的纵横比（即周长/长度和宽度/长度比，分别为前者和后者）。这个问题是解决在零温度下的弹道输运制度，通过紧束缚模型内的格林函数技术和所谓的宽带近似的电极。石墨烯的巨磁电阻效应与碳纳米管的巨磁电阻效应相当，它强烈地依赖于手性，而仅轻微地依赖于纵横比。事实证明，石墨烯，类似于碳纳米管，可能是自旋电子应用的一种非常有趣的材料。
2008-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
How oxygen influences the catalytic activity of iron during carbon nanotube nucleation
针对氧对铁催化剂及碳纳米管成核的影响机制不明的问题，通过DFTB量子化学分子动力学模拟，揭示了氧通过调控铁催化剂电子结构影响碳成核动力学的规律，为SWCNT结构可控生长提供了理论依据。
2025-06-13 cond-mat.mtrl-sci
Unveiling the mystery of nucleation and growth of carbon nanotube and layered graphene inside carbon arc-discharge
通过对石墨阳极在不同实验条件下的腐蚀观察，以及对腐蚀后阳极表面形貌、阴极沉积物及其成分的分析，建立了电弧放电法制备碳纳米管和层状石墨烯的模型。据预测，冷的热冲击，由阳极斑点的快速移动触发，导致在阳极表面上的一些选定的位置处的裂纹微分支。这些裂纹微分支分裂和片段的基底平面对相邻的微晶成弯曲的石墨纳米带与最小的两个基底平面。这些纳米带进一步与尘埃碳等离子体中存在的C2和C3前体发生化学反应，并在刚从阳极分离后以CNT或层状石墨烯的形式演变，这取决于它们所暴露的气体环境的粘度和组成。
2019-07-21 cond-mat.mtrl-sci
Spin diode based on a single-wall carbon nanotube
在序贯隧穿极限下，分析了弱耦合单壁金属碳纳米管中的电子输运。它示出的自旋和电荷电流流过这样的系统是高度不对称的偏置反转。因此，耦合到一个铁磁引线和一个铁磁引线的纳米管可以有效地用作自旋二极管，其功能可以另外由栅极电压控制。
2008-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetic Semiconductor Nanotubes with Room Curie Temperatures
本研究提出通过单层铁磁性材料构建纳米管的方法，预测了MX₂纳米管中具有室温居里温度的铁磁性半导体，并发现径向电极化，为自旋电子学提供了新材料。
2025-01-23 cond-mat.mtrl-sci
Domain Nucleation and Annihilation in Uniformly Magnetized State under Current Pulses in Narrow Ferromagnetic Wires
我们利用洛伦兹显微镜和电子全息术研究了坡莫合金细线中电流驱动的磁化动力学。电流脉冲被发现在居里温度以下的均匀磁化状态下改变磁结构。以低概率随机获得包括反转磁畴在内的各种磁状态。在大多数观测到的磁态中发现的涡旋动力学似乎在触发磁化反转中起着关键作用。
2006-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetoresistance Effect in Spin-Polarized Junctions of Ferromagnetically Contacting Multiple Conductive Paths: Applications to Atomic Wires and Carbon Nanotubes
对于铁磁/原子线/铁磁结和铁磁/碳纳米管/铁磁结，我们从理论上研究了自旋相关的输运过程，以阐明铁磁/原子线/铁磁结中导电路径的数目与电导之间的内在关系，从而提高磁电阻比.当多个路径随机地位于两个FM之间时，FM之间出现电子波干涉，并且然后MR比随着路径数目的增加而增加。此外，在每个路径数处，碳纳米管的MR比变得大于原子线的MR比，反映了与FM接触的点的特征形状。
2004-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Magnetic properties of a long, thin-walled ferromagnetic nanotube
我们考虑一个长的，薄壁的铁磁纳米管的磁性。我们假设管由各向同性的均匀磁体组成，其自旋通过交换能，偶极-偶极相互作用能相互作用，并且还通过塞曼能量与外场相互作用。可能的稳定态是磁化沿管轴方向的平行态和磁化沿方位角方向的涡旋态。对于给定的材料，哪一个具有较低的能量取决于γ = R^2d/（L λ_x^2），其中R是管的半径，d是管的厚度，L是管的长度，λ_x是表征交换和偶极相互作用比率的固有长度尺度。当γ <1时，平行态获胜，否则涡旋态是稳定的。管中间的畴壁总是能量不利的，但它可以作为亚稳结构存在。在平行于轴磁化的管的端部附近，半畴结构将平行磁化逐渐转变为仅在管边缘处的涡旋，这是能量有利的。我们还考虑了在平行或垂直于管的外部磁场中的平衡磁化织构。最后，分析了纳米管和管阵列产生的磁场。
2013-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Domain wall motion in ferromagnetic nanotubes: Analytic results
在强惩罚和弱惩罚两种情况下，研究了薄铁磁纳米管在纵向外场作用下的磁畴壁动力学。在这两个政权的DW配置文件和DW传播速度公式的显式函数形式推导。特别是，DW速度示出依赖于非线性的纳米管半径。
2013-10-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Interaction of chlorine with Stone-Wales de- fects in graphene and carbon nanotubes, and thermodynamical prospects of chlorine-induced nanotube unzipping
我们研究了氯原子在Stone-Wales缺陷处与碳纳米管和石墨烯的结合以及与原始纳米管侧壁的结合。我们使用从头算热力学表明，如果环境中的氯是足够丰富的，碳纳米管解压缩成石墨烯纳米带氯化边缘可能是可行的。通过温度和压力控制Cl化学势，选择性地打开低于阈值直径的管是可能的。此外，我们发现与无缺陷的石墨烯和纳米管相比，与Stone-Wales缺陷结合的氯原子的结合能增加，这表明缺陷可能作为管解链的成核位点。在石墨烯上，在环境条件下，不超过一个Cl原子可以与缺陷结合，从而限制了所得纳米带中可能的Cl诱导的变化。
2013-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Inducing Chalcogenide Phase Change with Ultra-Narrow Carbon Nanotube Heaters
碳纳米管（CNT）加热器与子-5 nm直径诱导高度本地化的相变Ge 2Sb 2 Te 5（GST）的硫属化物。当靠近CNT加热器的GST结晶时，测量到测试结构的电阻显著降低。有效的GST加热发生在低至25 μ A的电流下，显著低于具有金属电极的常规相变存储器（0.1-0.5 mA）。原子力显微镜揭示了与相变在GST周围的CNT加热器的成核网站。有限元模拟证实了与实验一致的电气特性，并揭示了电流和相位分布的GST。
2009-12-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The Kinetics of Chirality Assignment in Catalytic Single Walled Carbon Nanotube Growth
手性选择的单壁碳纳米管（SWCNTs）保证了构建~1 nm尺寸电子器件的巨大潜力。然而，手性选择的单壁碳纳米管的可靠方法仍然悬而未决。本文对催化生长过程中单壁碳纳米管的手性分配和控制进行了理论研究。这项研究表明，单壁碳纳米管的手性是由单壁碳纳米管成核过程中的五边形形成的动力学纳入。因此，手性在液体催化剂表面上随机分配。此外，基于这种理解，提出了两种潜在的合成手性选择的单壁碳纳米管的方法：i）通过使用Ta、W、Re、Os或它们的合金作为固体催化剂，和ii）通过在生长期间频繁地改变单壁碳纳米管的手性。
2014-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Monte Carlo investigation of phase changes and the order of transition of Ising modeled single-walled Nanotube
本文采用Metropolis算法和Wang Landau算法对单壁纳米管的磁响应进行了蒙特卡罗分析。在本研究中使用的纳米管结构利用自旋半伊辛模型与最近邻相互作用，并获得了各种磁性排序，即，铁磁，G-型反铁磁，A-型反铁磁，和C-型反铁磁。研究还发现，随着系统控制参数的改变，相变由铁磁/反铁磁向顺磁转变。在没有磁场和固定相互作用强度与外部磁场的情况下，确定了各种相互作用强度的转变温度。本研究证实了从铁磁/反铁磁到顺磁的转变是一个二级转变。
2022-04-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Domain wall nucleation in ferromagnetic nanowire with perpendicular magnetization stimulated by stray field of V-shaped magnetic particle
利用微磁学方法模拟了由垂直各向异性纳米线和位于纳米线上的面内各向异性V形纳米颗粒组成的铁磁平面结构中畴壁成核和钉扎/脱钉扎过程.根据粒子磁矩的方向，研究了该系统在外磁场中的磁化反转特性。讨论了基于这种系统的磁逻辑单元（LC）的可能变体。
2017-02-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Spin-polarized transport through carbon nanotubes
碳纳米管（CNT）是最有前途的新材料，在不久的将来，它可以彻底改变传统的电子学。当夹在铁磁电极之间时，CNT表现得像传统自旋阀中的间隔物，经常导致相当大的巨磁阻效应（GMR）。本文综述了碳纳米管中电子关联的研究进展。然而，主要的注意力是针对以下的影响至关重要的电子输运通过nanotubes：（i）纳米管/电极耦合和（ii）inter-tubes interactions.它表明，这些效应可能会解释最近的一些实验报告的巨磁电阻，包括那些负（逆）巨磁电阻。
2004-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Synthesis of quantum-confined CdS nanotubes
通过化学方法合成了壁厚与体材料的激子直径相当的CdS纳米管。实验条件的改变导致纳米线和良好分离的纳米颗粒的形成。测得纳米管的直径和壁厚分别为14.4 $\pm$ 6.1和4.7 $\pm$ 2.2 nm。大量具有纤锌矿结构的CdS纳米晶构成了这些纳米管。由于量子限制效应，这些纳米管的光吸收和光致发光峰位相对于其体值具有高的能量位移。提出了化学反应中气泡和颗粒的成核和生长，以及它们之间的动力学和相互作用是形成纳米管的原因。
2008-06-30 cond-mat.mtrl-sci
Theoretical Studies of Quantum Interference in Electronic Transport Through Carbon Nanotubes
我们研究了单壁碳纳米管中的相干电子输运。在计算中，多次散射的接触和干涉过程被考虑在内。电导是来自不同通道的贡献的组合。我们还研究了铁磁电极系统中的自旋相关输运。磁阻很大，并且显示出很大的振荡，在某些情况下甚至可以是负的。
2002-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nucleation and high-density packing of 360° domain walls on planar ferromagnetic nanowires by using circular magnetic fields
我们提出了一种机制的成核和高密度堆积的360°畴壁的平面铁磁纳米线，100 nm宽，通过使用圆形磁场。与180° DW相比，来自360° DW的杂散场的范围是有限的，这允许它们在潜在的数据存储设备中比180° DW更密集地封装。我们使用微磁模拟来展示360° DW的高密度包装，使用一系列矩形16 x 16 nm 2的凹口作为纳米线上的局部钉扎位点。对于这些凹口，DW之间的最小间距为240 nm，对应于每微米4 DW的360° DW堆积密度。理解360° DW的拓扑性质使我们能够理解它们在所提出的几何结构中的形成和湮灭。相邻的360° DW具有相反的环流，并且更近的间距导致相邻壁破裂成180° DW并湮灭。
2015-10-31 cond-mat.mtrl-sci
Single-Walled Carbon Nanotube Sample Purification
如何从生长的单壁碳纳米管（SWCNT）材料中去除杂质和聚集体仍然是纳米管研究和应用中的一个重要挑战。我们报告了一种简单但有效的纯化方法，使用永磁体去除纳米管聚集体，以及残留的金属催化剂，从表面涂覆的水性单壁碳纳米管悬浮液。样品的特征在于光学吸收，荧光和拉曼光谱; AFM和近红外荧光显微镜;和TGA。我们发现，磁性纯化得到的样品具有降低的吸收背景和高的荧光效率相比，那些制备的超离心。磁性处理的HiPco样品中的纳米管至少80%是个性化的。我们建议，单壁碳纳米管聚集体被优先去除，因为它们含有不成比例的铁磁性催化剂颗粒的量。与超离心相比，磁处理在成本、简单性、能耗和可扩展性方面具有主要优势。
2013-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic properties of the partially hydrogenated armchair carbon nanotubes
采用基于密度泛函理论的赝势方法研究了氢化对扶手椅型单壁碳纳米管电子性质的影响。计算表明，强烈的偏好形成单原子H链沿（5，5）纳米管轴与H绑定在一个无限的H链达到每原子2.58 eV的值。在形成H吸附原子链时，最初金属（5，5）纳米管将电子结构改变为半导体。$\sim$ 0.6 eV的带隙的开放伴随着铁磁有序的磁矩在H链附近的C原子上的反铁磁耦合。这些电子性质与先前在具有锯齿形边缘的窄石墨烯纳米带中观察到的那些惊人地相似。
2011-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A Tight-Binding Grand Canonical Monte Carlo Study of the Catalytic Growth of Carbon Nanotubes
采用紧束缚模型结合巨正则蒙特卡罗模拟研究了碳纳米管在小镍团簇上的成核过程。该技术紧密遵循通过化学气相沉积合成碳纳米管的条件。作为碳化学势的函数的催化剂颗粒上的碳帽的可能形成进行了研究，对于不同尺寸的颗粒，无论是结晶或无序。我们发现，这些参数强烈影响的帽/颗粒界面的结构，这反过来又会有很强的效果上的控制的纳米管的结构。特别是，我们讨论了表面或次表层的碳的存在。
2007-04-16 cond-mat.mtrl-sci
Moment switching in nanotube magnetic force probes
在提高磁力显微镜（MFM）的空间分辨率的最新进展使用作为传感器尖的碳纳米管生长在传统的硅悬臂金字塔的顶点，并涂有一层薄的铁磁层。使用这些尖端的高密度垂直记录介质的磁图像在某些条件下表现出空间频率的加倍。在这里，我们证明，这种空间频率加倍是由于纳米管尖端的力矩方向的切换。这导致信号与通常在MFM中观察到的信号的绝对值成比例。我们的建模表明，一个显着的分数的尖端体积参与所观察到的开关，它应该是可能的图像非常高的位密度与纳米管磁力传感器。
2007-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ballistic Anisotropic Magnetoresistance in Core Shell Nanowires and Rolled-up Nanotubes
在铁磁纳米结构中，弹道各向异性磁电阻（BAMR）是由于自旋轨道相互作用导致的弹道电导随磁化方向的变化。最近，一个方向依赖的弹道电导已被预测发生在一些新合成的半导体纳米结构受到外部施加的磁场，而不需要自旋轨道耦合。在这篇文章中，我们回顾了过去的工作预测这种BAMR效应在核壳纳米线和卷起的纳米管。这是补充新的结果，我们建立的管状纳米系统的输运性质受到外部磁场。
2016-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tailoring dual reversal modes by helicity control in ferromagnetic nanotubes
我们研究了交换（$J$）和偶极（$D$）相互作用之间的竞争对铁磁纳米管磁化反转机制的影响。使用第一原子蒙特卡罗（MC）模拟海森堡自旋在圆柱形表面上的模型，我们计算磁滞回线的$γ=D/J$参数的宽范围内，表征的反转行为的圆柱形磁化分量和涡度参数沿管长。对于$γ$的接近的值，螺旋（H）状态是稳定的，在零外加磁场，我们表明，磁滞回线可以发生在四个不同的类，这是两个反转模式的组合，具有良好的微分折射率的概率，取决于管的长度和半径。这种多样性的反转模式被认为是链接到亚稳态的$H$状态的反转过程中，诱导不同的路径沿着能源景观的字段被改变。我们进一步证明，反转的两种模式中的任何一种都可以通过剪裁纳米管的初始状态，使具有相等或相反的手征的漩涡形成在两端，从而实现低或高矫顽场在不改变$γ$。最后，具有相似的纵横比的管上进行的额外的微磁模拟的结果表明，双开关模式和它的剪裁也可以观察到在管更微观尺寸。
2019-04-10 cond-mat.mtrl-sci
Dislocation-Driven Nucleation Type Switching Across Repeated Ultrafast Magnetostructural Phase Transition
CEITEC BUT, Brno University of Technology（布尔诺理工大学 CEITEC 中心）；Institute of Physics (IPHYS), Laboratory for Ultrafast Microscopy and Electron Scattering (LUMES), École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院物理研究所超快显微镜与电子散射实验室）；Institute of Physical Engineering, Brno University of Technology（布尔诺理工大学物理工程学院）；Università degli Studi di Milano-Bicocca（米兰比可卡大学）
本研究通过激光照射调控FeRh薄膜相变路径，发现位错网络影响核化类型从均质到异质转变，并降低相变温度。
2026-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Behavior of Single La$_{0.67}$Ca$_{0.33}$MnO$_3$ Nanotubes: Surface and Shape Effects
我们报告了两个磁隔离的铁磁纳米管的钙钛矿La $_{0.67}$ Ca $_{0.33}$ MnO $_3$的磁化实验。结果表明，尽管非相干磁化反转模式降低了矫顽场，但样品的磁各向异性由样品的形状决定。磁化强度的温度依赖性表明，磁行为是由晶粒表面性质。这些测量是使用工作在其谐振模式下的硅微机械振荡器获得的。灵敏度足以测量这两个样品的磁性能与质量低于14皮克，并获得第一次的磁化循环为一个孤立的纳米管。
2008-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonlocal Spin Transport in Lateral Spin Valves with Multiple Ferromagnetic Electrodes
研究了多铁磁电极横向自旋阀中的非局域自旋输运。当两个电流注入电极和两个自旋电流检测电极都是铁磁电极时，可能的非局域自旋信号态的数量最多为四个。实际上，该数量根据探针间距离和自旋电阻的相对大小而减少。我们的理论结果与最近的自旋注入到Al岛，碳纳米管和石墨烯的实验是一致的。
2008-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Switching of a single ferromagnetic layer driven by spin Hall effect
在最近的实验中，已经观察到放置在重金属（如Pt、Ta或W）顶部的薄铁磁层在面内电流驱动下的磁化翻转。这些过程的磁化动力学研究在一个完整的微磁框架，考虑到转移力矩的自旋霍尔效应由于自旋轨道耦合。模拟表明，反转发生通过复杂的磁化模式的成核。特别是，磁泡出现在垂直配置中的磁化反转期间，而对于面内配置，观察到涡旋成核。
2013-05-21 cond-mat.mtrl-sci
Angular dependence of coercivity in magnetic nanotubes
无限大的磁性纳米管的成核场，在一个磁场的情况下施加平行于管的长轴，计算作为其几何参数的函数，并与那些产生的阳极氧化铝膜的孔隙内的原子层沉积。我们还将这一结果推广到角依赖的情况。我们观察到从卷曲模式旋转相干模式旋转的函数的角度，其中的外部磁场施加的过渡。最后，我们观察到管的内径有利于磁化卷曲反转。
2007-10-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A Mechanism for Cutting Carbon Nanotubes with a Scanning Tunneling Microscope
我们讨论了单壁碳纳米管的扫描隧道显微镜的尖端的电压脉冲的局部切割。尖端电压（$\mid V \mid \ge $ ~3.8 eV）是切割过程中的关键物理量。在回顾了几种可能的物理机制后，我们得出结论，切割过程依赖于通过非弹性隧穿电子和弹性形变由于尖端和样品之间的电场引起的局部粒子-空穴激发的组合来削弱碳-碳键。碳网络通过形成拓扑缺陷释放部分诱导的机械应力，拓扑缺陷充当用于形成位错的成核中心，位错动态地向键断裂传播。
2000-01-17 cond-mat.mtrl-sci
Imaging the antiferromagnetic to ferromagnetic first order phase transition of FeRh
用X射线磁圆二色性和光电子显微镜研究了外延FeRh薄膜的反铁磁（AFM）到铁磁（FM）的一级相变。由于形状各向异性，FM相在面内被磁化，但磁晶各向异性可以忽略不计，并且没有优选的面内磁化方向。当加热通过AFM到FM相变时，FM相的成核发生在具有随机畴取向的许多独立成核位点处。这些畴随后对齐以形成最终的FM畴结构。我们没有观察到钉扎的FM域结构。
2013-01-17 cond-mat.mtrl-sci
DNA Functionalization of Carbon Nanotubes for Ultra-Thin Atomic Layer Deposition of High k Dielectrics for Nanotube Transistors with 60mV/decade Switching
对于单壁碳纳米管（SWNT）场效应晶体管，通过原子层沉积（ALD）的高k值的垂直缩放目前为约8 nm，在室温下亚阈值摆幅S为约70-90 mV/decade。由于纳米管上缺乏官能团，在生长的原始SWNT上的ALD不能产生均匀和共形的电介质层，并且ALD工艺中氧化物电介质层的成核取决于表面上的反应性基团上的共价化学吸附。在这里，我们表明，通过用聚T DNA分子（dT 40-DNA）非共价官能化单壁碳纳米管，可以赋予足够密度和稳定性的官能团，用于在厚度低至2- 3 nm的单壁碳纳米管上均匀和共形的高k值ALD。这使得能够接近纳米管FET的最终垂直缩放极限，并且在室温下可靠地实现S ~ 60 mV/十倍，并且在双极传输的带到带隧穿机制中实现S~ 50 mV/十倍。我们还进行了显微镜调查，以了解ALD过程的单壁碳纳米管与DNA功能化。
2006-02-20 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic skyrmions in cylindrical ferromagnetic nanostructures with chiral interactions
我们研究了具有手征相互作用的铁磁材料的圆柱形纳米带和纳米管中稳定磁性skyrmion的几何条件。我们得到的低温平衡态的系统实现模拟退火技术的经典自旋哈密顿与竞争各向同性交换和手征相互作用，径向各向异性和外场。讨论了表面曲率对磁skyrmion的形成、形状和大小的影响。我们证明了Skyrmion相位随曲率的演化是由两个特征长度之间的竞争控制的，即曲率半径$R$（几何长度）和Skyrmion半径$R_{sk}$（物理长度）.在窄纳米管（$R<R_{sk}$）中，skyrmion相演变为条纹相，而在宽纳米管（$R>R_{sk}$）中，出现混合skyrmion-条纹相。最有趣的是，混合相的特点是空间分离的skyrmions条纹由于相对于表面法线的方向施加的领域。在稳定区域（$R \gtrsim R_{sk}$）中，skyrmions保持圆形，并由于其拓扑保护而保持其大小。零场skyrmions被证明是稳定的弯曲的纳米元素与自由边界内相同的稳定区域（$R\gtrsim R_{sk}$）。从实验和技术的角度来看，从稳定性的圆柱表面上的skyrmions进行了讨论。
2020-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Single-walled Ising nanotube with opposite sign of interactions using Wang-Landau algorithm
利用Wang-Landau算法研究了单壁Ising纳米管中相互作用的反号效应。热力学观测值的计算，从估计的态密度（DOS）的存在和不存在的外部磁场。与外加磁场无关，对于相反符号的相互作用，观察到DOS的对称趋势，这与对于相同符号的相互作用的不对称趋势相反。此外，两种类型的反铁磁（AFM）秩序，即A型和C型反铁磁秩序，观察到相反的相互作用的迹象。这些AFM自旋取向通过增加所施加的磁场（$B$）切换到铁磁（FM）相。然而，通过增加温度，自旋有序从有序的AFM/FM相变为无序的顺磁相。相图显示这三个相共存于$B=2.0$周围。本研究表明，通过适当调节单壁纳米管的磁性，可以用于制备新型的磁存储纳米材料。
2022-11-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Reversible attachment of platinum alloy nanoparticles to non-functionalized carbon nanotubes
研究了单分散、尺寸可调的Ni、Co或Fe与Pt和纯Pt纳米颗粒与碳纳米管的合金化纳米颗粒的形成。在均匀成核之后，纳米颗粒在纳米颗粒合成期间作为配体性质和纳米颗粒功函数的函数直接附着到非官能化的单壁和多壁碳纳米管。这些配体不仅提供了一种调节纳米颗粒的化学组成、尺寸和形状的方法，而且还控制了与碳纳米管的强可逆相互作用，并允许控制纳米颗粒的覆盖率。拉曼光谱表明，sp2杂化的碳晶格是不修改的附件。为了更好地理解直接附着的纳米颗粒和非功能化的碳纳米管之间的相互作用，我们采用第一性原理计算的模型系统的小Pt团簇和锯齿形和扶手椅单壁碳纳米管。对这些系统的详细理解是非常重要的，因为它们在催化和能量储存中有应用。
2011-03-02 cond-mat.mtrl-sci
Robust chirality memory in carbon nanotubes growing under modulated and evolving environments
The University of Tokyo（东京大学）；Zhejiang University（浙江大学）；Nagoya University（名古屋大学）
研究通过动态生长历史重建揭示碳纳米管手性在生长环境变化下的鲁棒性，表明手性控制可在成核阶段实现，同时允许后续延伸的优化。
2026-01-07 cond-mat.mtrl-sci
Magnetoresistance in Spin-Polarized Transport through a Carbon Nanotube
本文报道了我们对有限长碳纳米管中自旋极化输运的磁电阻效应的理论研究。通过改变碳纳米管的费米能级和碳纳米管与两个铁磁电极的耦合强度，研究了碳纳米管的电导和磁电阻。由于通过有限CNT中的离散能级的共振输运，电导和MR作为CNT费米能的函数振荡。MR在电导谷处达到峰值，并在电导峰附近下降。当耦合到两个FM电极是不对称的，MR下降成为负的下一个相当强的不对称性。当耦合或多或少对称时，除了非常强的耦合情况之外，MR骤降保持为正。在强耦合情况下，谱线展宽显著，通过CNT中相邻能级的输运通道相互干扰，导致负MR。
2008-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Reversal modes in magnetic nanotubes
研究了铁磁纳米管的磁开关与其几何形状的关系。两个独立的方法：数值模拟和分析计算。结果发现，对于长管的磁化反转是通过两种机制实现的：横向或涡旋畴壁的传播取决于管的内部和外部半径。
2006-11-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Geometrical Confinement of Magnetic Domains and Domain Walls on Two-Dimensional Cylindrical-Shaped Ferromagnetic Surfaces
Universidad de Oviedo（奥维耶多大学）；Centro de Investigación en Nanomateriales y Nanotecnología, Universidad de Oviedo-CSIC（奥维耶多大学-西班牙国家研究委员会纳米材料与纳米技术研究中心）
本研究通过解析模型与模拟，揭示二维圆柱形铁磁表面曲率可压缩畴壁宽度，并在CrSBr纳米管中实现稳定畴约束，为自旋电子学提供新平台。
2026-10-06 cond-mat.mtrl-sci
Flux-closure domains in high aspect ratio electroless-deposited CoNiB nanotubes
我们报告的磁畴在铁磁CoNiB纳米管的成像具有很长的纵横比，通过化学镀制造。虽然轴向磁化是预期的长管制成的软磁材料，我们的证据方位域系列。我们尝试通过各向异性应变和/或晶粒尺寸与磁弹性和/或各向异性界面磁各向异性的相互作用来解释这些。这种材料可能是有趣的密集数据存储，以及曲率引起的磁现象，如自旋波传播的非互易性。
2018-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic single wall CrI3 nanotubes encapsulated within multiwall Carbon Nanotubes
本研究合成了封装在多壁碳纳米管内的单壁 CrI3 纳米管，构建了一维范德华异质结构，并证实其具有径向磁化态，为探索管状几何中磁各向异性与曲率相互作用产生的非共线磁态提供了新平台。
2025-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic properties of bi-phase micro- and nanotubes
双相微和纳米管组成的铁磁内管，中间非磁性间隔，和外部磁性壳的磁性配置作为其几何形状的函数进行了研究。基于一个连续的方法，我们得到了能量的解析表达式，这导致我们获得相图，给出了相对稳定的特征内部磁配置的双相管。
2007-11-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Effect of anisotropy distribution on local nucleation field in bistable ferromagntic microwires
通过标度过程，解析地得到了确定具有正磁致伸缩的非晶铁磁微丝中局部形核场的临界参数。精确的成核场的数值计算得到的各向异性分布的几何参数的函数，这是充分考虑，而不是被平均了。它是建立的形核场的值主要取决于各向异性变化的陡度withing轴向和径向域之间的边界，而各向异性的最大值内的线或整体平均值是不相关的。
2019-06-03 cond-mat.mtrl-sci
Toroidal Carbon Nanotubes with Encapsulated Atomic Metal Loops
环形碳纳米管可以用作原子金属线的封装环的宿主。这种复合结构已被分析使用密度泛函理论的半导体C $_{120}$环面封装链的Fe，Au和Cu原子。铠装金属项链形成锯齿形结构，并将HOMO/LUMO带隙降低到小于0.1 eV。铁复合物是铁磁性的，其磁矩基本上与体心立方铁的磁矩相同。这些环形复合材料的方位角对称性表明，它们可能提供与直的金属封装的碳纳米管无关的新的电磁特性。
2010-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Carbon Nanotube Wools Directly from CO2 By Molten Electrolysis Value Driven Pathways to Carbon Dioxide Greenhouse Gas Mitigation
提出了一种气候减缓综合解决方案，通过熔融碳酸盐电解法从CO2中首次高产量、低能耗合成宏观长度的碳纳米管（CNT）羊毛，适用于编织成碳复合材料和纺织品。如果二氧化碳成为一种可寻求的资源而不是温室气体污染物，那么二氧化碳浓度的增加、同时发生的气候变化和物种灭绝就可以得到解决。由碳棉作为较轻的金属、纺织品和水泥替代物形成的廉价碳复合材料构成了一个主要的市场汇，用于复合储存转化的人为CO2。在蒙乃尔合金上生长的碳纳米管比钢长100倍。蒙乃尔合金、电解质平衡和混合金属成核促进了合成。CO2是这种转化中的唯一反应物，可直接从稀释（大气）或浓缩源中提取，并且成本仅受电力（低）成本的限制。今天，每吨CNT价值10万美元的估值激励了二氧化碳的去除。
2017-05-24 cond-mat.mtrl-sci
Electronic Structure of Bimetallic CoRu Catalysts Modulates SWCNT Nucleation
本研究通过量子化学分子动力学模拟发现，CoRu双金属催化剂中Ru通过改变电子结构间接调控SWCNT成核，其机制符合d带理论。
2025-07-30 cond-mat.mtrl-sci
Influence of Mo on the Fe:Mo:C nano-catalyst thermodynamics for single-walled carbon nanotube growth
探讨了Mo在低温化学气相沉积法生长单壁碳纳米管（SWCNTs）的Fe：Mo纳米催化剂热力学中的作用。通过尺寸-压力近似和从头算模型，我们证明了对于富Fe（~ 80%Fe或更高）和富Mo（~ 50%Mo或更高）的Fe：Mo团簇，团簇中碳的存在导致了Mo 2C的成核.这增强了颗粒的活性，因为它释放Fe，其最初结合在稳定的Fe：Mo相中，使得它可以催化SWCNT生长。此外，低浓度Mo的存在使低温稳态生长的尺寸下限从纯Fe颗粒的约0.58nm降低到约0.52nm。我们的从头算热力学模型解释了实验结果，并建立了一个新的方向，寻找更好的催化剂。
2008-06-26 cond-mat.mtrl-sci
Vapor-solid-solid growth of single-walled carbon nanotubes
Center for Multidimensional Carbon Materials (CMCM), Institute for Basic Science (IBS)（多维碳材料中心，基础科学研究所）
研究揭示了单壁碳纳米管气-固-固生长的原子机制，表明其扩散受限并受表面碳传输和面重构调控，强调了温度和碳供应的严格控制需求。
2026-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
