Probing the core and shell contributions to exchange bias in Co/Co$_3$O$_4$ nanoparticles of controlled size
核/壳磁性纳米颗粒界面处的耦合被认为是导致交换偏置（EB）的原因，并且核和壳组分的相对尺寸被认为会影响相关的现象学。在这项工作中，我们已经制备了核/壳结构的纳米粒子的总平均直径约$\sim$ 27 nm和广泛的壳厚度通过控制氧化的Co纳米粒子以及分散在无定形二氧化硅主机。结构表征给出了令人信服的证据，形成的钴$_3$ O $_4$微晶相在壳周围的Co核心。场冷却磁滞回线显示非单调的依赖性的交换偏置$H_E$和强制$H_C$领域，成为最大的样品与中间壳厚度，在该晶格应变也是最大的两个阶段。我们的原子蒙特卡罗模拟的粒子具有相同的大小和组成，在实验中的结果是一致的实验观察，并使我们能够确定的变化的贡献的界面表面自旋的磁化反转引起的最大值在$H_E$和$H_C$。
2016-07-05 cond-mat.mtrl-sci
Structural and magnetic properties of core-shell Au/Fe3O4 nanoparticles
本文系统地研究了在温和条件下热分解制备的核壳结构Au/Fe_3O_4纳米粒子。纳米粒子的形貌和晶体结构表明，Au核的直径<d>为6.9 \pm 1.0）nm，外围包裹着厚度约3.5 nm的Fe 3 O 4壳层，外延生长在Au核表面。高角环形暗场扫描透射电镜分析证实了Au/Fe_3O_4核壳结构。当温度低于T_B = 59 K时，生长在Au纳米粒子表面的磁铁矿壳层呈现热阻挡态，而当温度高于T_B时，磁铁矿壳层呈现弛豫态。值得注意的是，当在外部磁场下将样品冷却至室温以下时，观察到交换偏置效应。此外，在T~40 K时开始出现交换偏置场（H_{EX}），其值随温度的降低而增大。这种效应归因于位于Fe_3O_4壳层内、外表面磁无序区的自旋与位于有序区的自旋之间的相互作用。
2017-07-19 cond-mat.mtrl-sci
Microscopic origin of exchange bias in core/shell nanoparticles
我们报告的蒙特卡罗模拟的结果，目的是澄清交换偏置的微观起源在一个模型的个别核/壳纳米粒子的磁化磁滞回线。核/壳界面上交换耦合的增加导致交换偏置的增强和环的两个分支之间的不对称性的增加，这是由于不同的反转机制。一个详细的研究的磁序的界面自旋显示令人信服的证据表明，存在一个净磁化，由于未补偿的自旋在壳界面负责这两种现象，并允许直接量化的环路位移的微观参数与惊人的协议与宏观观察值。
2005-11-04 cond-mat.mtrl-sci
Thermal simulation of magnetization reversals for size-distributed assemblies of core-shell exchange biased nanoparticles
提出了一种适用于铁磁纳米颗粒和铁磁-反铁磁核壳纳米颗粒尺寸分布组装体的温度相关的相干磁化反转模型。纳米粒子被假定为单轴各向异性和所有沿其易轴排列。热依赖性包括考虑热涨落，通过Néel-Arrhenius理论实现。得到了磁化反转环、矫顽场和交换偏置场的温度和角度依赖关系，表明F-AF尺寸分布的交换耦合纳米颗粒具有温度依赖的非对称磁化反转。同时，证明了He和Hc随T的非单调演化. Hc与T的角度依赖性表现出复杂的行为，存在一个顶点，其位置和幅度强烈依赖于T。He与T的角度依赖性表现出复杂的行为，这取决于AF各向异性和交换耦合。由此产生的角度行为证明了纳米颗粒的磁响应中的尺寸分布和温度的关键作用。
2016-06-03 cond-mat.mtrl-sci
Pt-Decorated PdCo@Pd/C Core-Shell Nanoparticles with Enhanced Stability and Electrocatalytic Activity for Oxygen Reduction Reaction
利用吸附物诱导的表面分凝效应，发展了一种简单的制备碳负载PdCo@Pd核壳纳米粒子的方法。通过自发置换反应沉积少量Pt，提高了PdCo@Pd纳米粒子的稳定性和对氧还原的电催化活性。本文所述的简易方法适用于大规模低成本生产，并显著降低Pt负载量，从而降低成本。所制备的PdCo@Pd和Pd修饰的PdCo@Pd纳米催化剂与Pt/C相比具有更高的甲醇耐受性，并且是用于燃料电池应用的有希望的阴极催化剂。
2010-11-22 cond-mat.mtrl-sci
Optical determination and identification of organic shells around nanoparticles: application to silver nanoparticles
我们提出了一种简单的方法来证明银纳米粒子周围的有机壳的存在。该方法是基于孤立的纳米粒子的光学消光测量和米氏计算预测的预期波长的局部表面等离子体共振的纳米粒子的存在和不存在的有机层之间的比较。这种方法适用于银纳米粒子，似乎是很好的保护氧化。通过表面增强拉曼光谱（SERS）测量的进一步实验表征允许将该保护壳鉴定为乙二醇。因此，结合LSPR和SERS测量可以证明被有机壳包围的其他等离子体纳米颗粒的存在和识别。
2013-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain Relaxation in Core-Shell Pt-Co Catalyst Nanoparticles
本文结合纳米束电子衍射应变成像与连续弹性模型，揭示了核壳Pt-Co催化剂中表面应变通过界面缺陷和球形几何弛豫释放的机制，并阐明了壳层厚度和晶格失配如何通过应变弛豫影响氧还原催化活性。
2023-05-30 cond-mat.mtrl-sci
Exchange bias and asymmetric hysteresis loops from a microscopic model of core/shell nanoparticles
我们提出了蒙特卡罗模拟的磁滞回线的磁性纳米粒子的模型与铁磁核和反铁磁壳与不同的值的核/壳界面交换耦合，其目的是澄清的微观起源实验观察到的交换偏置。我们已经发现，在磁场方向以及沿磁化轴的位移，增加的幅度时，增加界面交换耦合的环路移位。从自旋组态计算出的椭圆形函数已被计算，以解释微观上这些功能的起源和大小。
2006-06-19 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis and characterization of FePt/Au core-shell nanoparticles
本论文主要研究了高温液相合成的金包覆FePt纳米粒子的结构和磁性。优化金的量以获得大部分涂覆的FePt颗粒。通过TEM观察，粒径从4增加到10 nm。磁性能在很大程度上受涂层的影响。在低温下，包覆纳米颗粒的矫顽场Hc相对于未包覆的降低了约3倍，并且阻断温度降低了一半。根据FePt核表面金原子的影响，讨论了磁行为的变化。
2009-11-25 cond-mat.mtrl-sci
Atomic-scale observation of ordered structure induced by surface segregation in annealed Pt@Co core-shell nanoparticles
二元合金纳米粒子的有序结构决定了其磁性和催化性能。在退火后的合金中，其中一种组分优先在表面上偏析以降低表面能。这种表面偏析被认为是在表面附近构建有序相的一个因素。然而，尚未观察到的偏析诱导的有序纳米粒子。在此，合成了铂@钴（Pt@Co）核壳纳米颗粒，并通过扫描透射电子显微镜观察了它们在600°C、700°C和800°C下退火3小时后的结构变化。我们在700°C下在表面附近发现了L10-PtCo结构，这在初始Pt：Co比约为4：1的情况下是出乎意料的。L10-PtCo结构被认为是由于Pt原子的表面偏析和扩散不足以在颗粒中混合Pt和Co原子而形成的，因为该结构在600 ℃和800 ℃下不形成。
2021-11-01 cond-mat.mtrl-sci
Modeling of Growth Morphology of Core-Shell Nanoparticles
我们模拟了核壳型贵金属纳米粒子的壳层形成。最近开发的动力学Monte Carlo方法是用来重现在最近的核-壳纳米粒子合成实验中实现的生长形态，其中报告了光滑的外延生长的外壳。具体来说，我们确定的增长制度，产生这样的光滑的外壳，但也导致形成的小集群的外壳。所开发的建模方法使我们能够定性地研究温度的影响，并提供壳金属原子对所得到的壳形态，当生长在预合成的核芯。
2014-11-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
A Magnetic and Moessbauer Spectral Study of Core/Shell Structured Fe/Au Nanoparticles
Fe/Au纳米粒子已通过反胶束反应化学合成，并通过常规和基于同步辐射的X射线衍射和磁性和穆斯堡尔谱研究进行了研究。粉末X-射线衍射图揭示了结晶α-铁和金的存在以及任何结晶铁氧化物或其他结晶产物的不存在。一阶反转曲线，随着主要的磁滞回线的Fe/Au纳米粒子已被测量作为时间的函数，以调查其磁性能的演变。在78和295 K下测量了未涂覆的铁纳米颗粒和Fe/Au纳米颗粒的铁-57穆斯堡尔谱，表明存在两种主要的含铁组分，即预期的α-铁和意想不到的无定形Fe 1-xBx合金;还观察到几种结晶不良的有序氧化铁（III）组分以及顺磁性铁（II）和铁（III）组分。这些结果表明，通过反胶束合成的铁核/金壳纳米粒子远比以前认为的复杂。
2005-12-16 cond-mat.mtrl-sci
Fabrication of uniform half-shell magnetic nanoparticles and microspheres with applications as magnetically modulated optical nanoprobes
磁调制光学纳米探针（MagMOON）是磁性粒子，通过发射不同方向的不同强度的光来指示它们的角方向，并已显示出用于各种应用的前景。在这封信中，我们描述了一种新的方法来制造均匀的磁性半壳粒子，可用于MagMOON。钴沉积到商业上制造的聚苯乙烯纳米球和微球，使用微真空气相沉积，产生具有均匀尺寸，形状和磁性含量的颗粒。此外，与其体积值相比，沉积在纳米球上的钴的结晶度增强。
2005-06-16 cond-mat.mtrl-sci
Conditions determining the morphology and nanoscale magnetism of Co nanoparticles: Experimental and numerical studies
通过改变Co2（CO）8热分解过程中的反应时间和化学环境，制备了从核壳到中空纳米粒子的钴基纳米结构。结构表征和动力学模型模拟表明，钴和氧的扩散系数决定的生长速度和最终的纳米粒子的形态。核/壳纳米粒子中Co和Co-氧化物之间的交换耦合引起了场冷磁滞回线的偏移，该偏移与壳厚度成比例，如数值研究所验证的。当从核/壳到中空颗粒时，增加的纳米复杂性也导致在300 K以上出现滞后，这是由于额外的自旋无序表面导致的表面各向异性的增强。
2011-09-09 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis and characterization of core-shell structure silica-coated Fe29.5Ni70.5 nanoparticles
考虑到磁性粒子在生物医学和电磁器件中的潜在应用，我们利用经典的Stober方法--正硅酸乙酯（TEOS）的碱催化水解和缩合将FeNi纳米粒子包覆在二氧化硅壳层中。高功率超声波下的原始搅拌系统使得分散否则团聚的颗粒成为可能。超声处理保证了颗粒在Stober合成过程中保持分散，并且还提高了该方法的效率。通过电子显微镜（TEM）和能谱（EDX）表征包覆的颗粒，其显示具有均匀二氧化硅层的核-壳结构。二氧化硅涂层不影响磁芯的磁性能。事实上，所有样品在77 K和室温下都是铁磁性的，居里点保持不变。只有矫顽力显示出意想不到的非单调依赖于二氧化硅层厚度。
2007-03-19 cond-mat.mtrl-sci
Ethanol chemisorption on core-shell Pt-nanoparticles: an ab-initio study
采用从头计算方法，研究了乙醇在分离型二元纳米合金上的化学吸附性质。我们选择具有55个原子的二十面体形状的纳米结构，其中Pt最外层在M核心上，M=Ag，Pd，Ni。相对于具有相同组成的纳米膜，乙醇结合能增加。这不仅仅是由于观察到的Pt-O距离缩短，而是取决于乙醇吸附后纳米颗粒的变形。纳米颗粒内的这种几何变形可以解释为径向呼吸，其对吸附位点敏感，通过O-锚点和乙基的相对位置来识别。更有趣的是，由于核依赖性-在Pd@Pt中较大，在Ni@Pt中较小-，它涉及从乙醇和M-核向Pt-壳的有效电子转移。在这个新的分析的观点，Pd@Pt纳米合金显示出最有前途的乙醇氧化的功能。
2018-04-20 cond-mat.mtrl-sci
Screening-Induced Phase Transitions in Core-Shell Ferroic Nanoparticles
使用Landau-Ginzburg-Devonshire方法，我们研究了三种不同形状的核-壳铁性纳米颗粒中屏蔽诱导的相变：扁圆盘，球体和长针。该纳米颗粒由铁性CuInP 2S 6核制成，并由相变材料制成的“可调”屏蔽壳覆盖，该相变材料的电导率随着材料在半导体和金属相之间的变化而变化。我们揭示了壳屏蔽长度对纳米颗粒核的相变和自发极化的关键影响。由于可调屏蔽壳层允许控制核-壳铁性纳米颗粒的极性状态和相图，因此所获得的结果对于非易失性存储器单元中的应用特别有意义。
2022-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Competition of Core-Shell and Janus Morphology in Alloy Nanoparticles: Insights From a Phase-Field Model
双金属纳米粒子具有核壳结构、Janus结构、洋葱状结构、类Janus结构和均匀结构等多种形貌。虽然广泛的努力已被定向到了解平衡构型的BNP，其发展所涉及的动力学机制还没有系统地探讨。由于这些系统通常包含一个可折叠的差距，实验研究已经提到了调幅分解（SD）作为一个可能的机制，形成这样的结构。我们提出了一种新的相场模型的限制（嵌入式）系统研究SD引起的BNP内的形态演变。它开始与组成调制环的形成作为表面定向SD的结果，并最终发展成核壳或Janus结构，由于粗化/破裂的环。最终的构型取决于接触角和颗粒尺寸-Janus在较小的尺寸和较高的接触角下是有利的。我们的模拟还说明了形成的亚稳态，动力学捕获的结构作为毛细管和扩散之间的竞争的结果。
2021-05-20 cond-mat.mtrl-sci
Exchange bias phenomenology and models of core/shell nanoparticles
一些主要的实验观察相关的磁性系统中的交换偏置的发生进行了审查，集中注意力与核/壳结构的纳米粒子相比，薄膜双层的特殊现象。提出了实验观察提出的主要悬而未决的问题，并与迄今为止制定的现有交换偏差理论和模型进行了对比。我们还提出了一个简单的模型的基础上的模拟结果的核/壳纳米粒子中的微观参数，如各向异性和交换常数的值可以在核心，壳和界面区域进行调整，提供新的见解的实验现象学的微观起源。详细的研究的磁序的界面自旋显示令人信服的证据表明，大多数的实验观察到的效果可以定性地占在本模型的上下文中，并允许量化的幅度的环路移位与惊人的协议与宏观观察值。
2007-06-26 cond-mat.mtrl-sci
Electronic shell structure and chemisorption on gold nanoparticles
我们利用密度泛函理论研究了金纳米粒子的电子结构和化学性质。不同的结构家庭的集群进行了比较。对于多达60个原子，我们使用基于DFT的模拟退火优化结构。团簇的几何形状被发现扭曲相当大，在费米能级产生大的带隙。对于多达200个原子，我们认为一个简单的EMT潜力和集群的基础上cuboctahedra和二十面体的结构。所有类型的团簇几何形状都表现出凝胶状的电子壳层结构。我们计算了几个原子在立方八面体团簇上的吸附能。吸附能被发现在幻数突然变化。利用Newns-Anderson模型，我们发现幻数对吸附能的影响可以从吸附物诱导态相对于团簇费米能级的位置来理解。
2013-03-05 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced heat transfer with core-shell metal dielectric nanoparticles
从辐照的金属纳米颗粒的热传递是相关的广泛的应用，从水脱盐到光声。这种过程的功效依赖于这些纳米颗粒吸收脉冲照明光并将能量快速转移到环境中的能力。在这里，我们表明，与具有相同大小的均匀金纳米粒子相比，金-二氧化硅核-壳纳米粒子能够更快地将热量传递到液态水。我们得出这一结论，考虑分析和数值计算。金属电子与石英声子之间的直接界面耦合是强化传热的关键因素。我们讨论了如何获得快速加热的水在附近的颗粒，并表明，最佳条件涉及纳米粒子与薄二氧化硅壳照射超快激光脉冲。我们的研究结果应作为指导的核壳纳米粒子的热等离子体激元应用的优化。
2019-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Vibrational modes of metal nanoshells and bimetallic core-shell nanoparticles
本文从理论上研究了复合金属纳米结构如核壳结构和具有介电核的金属纳米壳结构在环境中的径向振动模谱。我们计算的频率和阻尼率的基本（呼吸）模式，这些纳米结构以及两个高阶模式。对于金属纳米壳，我们发现，呼吸模式的频率总是低于一个相同大小的固体颗粒，而阻尼是较高的，并随着壳厚度的减少而增加。我们确定了两个制度，可以表征为弱阻尼和过阻尼振动的存在下，外部介质。对于双金属粒子，我们发现频率和阻尼率的周期依赖于壳厚度与周期决定的模式数。对于这两种纳米结构，高次模的频率几乎与环境无关，而阻尼率对外界介质表现出很强的敏感性。
2008-06-05 cond-mat.mtrl-sci
Surface response of spherical core-shell structured nanoparticle by optically induced elastic oscillations of soft shell against hard core
考虑了球形双组分壳核结构纳米粒子的光致振荡响应，研究了软壳对硬内核的无节点弹性振动。得到了有限深壳层中偶宇称、球宇称和奇宇称扭转振动模的本征频率，这对于超微粒子共振散射长波电磁波谱中各共振的模态规范具有实际意义。
2009-03-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Non-Fourier heat transport in metal-dielectric core-shell nanoparticles under ultrafast laser pulse excitation
超快激光脉冲激发后嵌入的金属纳米颗粒的弛豫动力学是由不同来源的热现象驱动的，其准确描述对于解释实验结果至关重要：热电子气产生，电子-声子耦合，热传递到颗粒环境和热传播。除了最后一种机制，众所周知，纳米结构和/或超短时间尺度的热传输可能会偏离傅立叶定律的预测。在这些情况下，热输运可以用玻尔兹曼输运方程来描述。我们提出了一个数值模型，使我们能够确定在亚皮秒脉冲激发下的球形金纳米粒子核的电子和晶格温度动态，以及周围的壳电介质。为此，我们已经使用了电子-声子耦合方程的粒子与激光脉冲吸收的源项，和热传导的主介质中的弹道扩散方程。无论是热化或绝热边界条件已被认为是在壳体外表面。我们的研究结果表明，从颗粒到基体的传热速率可以显着小于傅立叶定律的预测。因此，粒子温度上升较大，其冷却动力学可能比使用傅立叶定律获得的要慢。这种差异归因于核纳米颗粒附近的非局部和非平衡热传导。这些结果预计将是非常重要的分析泵探测实验上进行的单个纳米粒子或纳米复合材料介质。
2008-06-10 cond-mat.mtrl-sci
Characterization of Pd and Pd@Au core-shell nanoparticles using atom probe tomography and field evaporation simulation
我们报告的原子探针层析成像分析的Pd和Pd@Au纳米粒子嵌入在Ni矩阵和局部蒸发场的变化对原子探针数据的影响。为了评估重建的原子图的完整性，我们进行了场蒸发过程的数值模拟，并将模拟数据集与实验获得的数据进行了比较。在Pd和Pd@Au纳米颗粒的原子图中看到的扭曲可以主要归因于化学成分和元素蒸发场的局部变化。Pd和Ni的蒸发场值，取自图像驼峰模型，并假设在模拟中，实验和模拟结果之间取得了很好的一致性。与此相反，金的蒸发场，从图像驼峰模型预测，似乎大大高估，并导致实验和模拟之间的巨大差异。
2021-02-10 cond-mat.mtrl-sci
Particle size and cooling field dependence of exchange bias in core/shell magnetic nanoparticles
我们提出了一个数值模拟研究的交换偏置（EB）的核/壳结构的纳米粒子的效果，旨在揭示与这种效果相关的一些实验现象的微观起源。特别是，我们把我们的研究集中在颗粒尺寸和场冷却的滞后回线位移的依赖。为此，磁滞回线后的字段冷却过程已被计算的蒙特卡罗模拟的基础上的模型，考虑到特殊性能的核心，壳和界面区域的颗粒和EB和矫顽场已被提取。结果表明，作为一个总的趋势，电子束场$h_{EB}$随着颗粒尺寸的增加而减小，与一些实验观察结果一致。然而，仔细检查发现显着的$h_{EB}$的振荡作为粒子半径的函数，我们表明是密切相关的净磁化强度场冷却后建立在界面壳自旋。对于具有铁磁界面耦合的粒子，我们证明了$h_{EB}$的大小和符号可以随着冷却过程中施加的磁场而变化。
2008-01-11 cond-mat.mtrl-sci
Tailoring topological states of core-shell nanoparticles
在这项工作中，我们研究了新的球形核壳纳米粒子与带反转。核和包埋介质是正常的半导体，而壳材料被假定为拓扑绝缘体。的包络函数被发现满足一个Dirac-like方程，可以解决在一个封闭的形式。核-壳纳米粒子支持midgap束缚态位于两个接口，由于带反转。这些状态是健壮的，因为它们是拓扑保护的。由于类狄拉克哈密顿量的手征对称性，能谱呈现镜像对称性。作为一个主要的结果，我们表明，壳层的厚度作为一个额外的参数的微调的能级，这铺平了道路，电子和光电子学的应用。
2021-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exchange bias in a core/shell magnetic nanoparticle: Monte Carlo simulation
利用蒙特卡罗模拟，我们详细研究了低温下铁磁核/反铁磁壳纳米粒子的磁滞交换偏置与核半径和壳厚度的关系.结果表明，交换偏置对纤芯半径非常敏感，纤芯半径的微小变化会导致交换偏置的大幅波动。在一般的趋势中，交换偏置通过增加壳厚度和减小芯半径而增强。核壳界面上的自旋组态和交换偏置之间的内在相关性被证明。我们进一步研究了交换偏置对温度和纳米颗粒内部的随机场的依赖关系，表明交换偏置分别随随机场和温度的大小单调减小。
2006-12-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Thermoplasmonics of Gold-Core Silica-Shell Colloidal Nanoparticles under Pulse Illumination
本文通过Mie理论与双温度模型结合分子动力学模拟，研究了脉冲光照下金核-二氧化硅壳纳米颗粒在水中的热动力学，发现5 nm致密薄壳可显著加快水加热，为高效光热应用设计提供了新见解。
2025-06-05 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Controlling magnetisation's reversal mechanism and hyperthermia efficiency in core/shell magnetic nanoparticles by tuning the interphase coupling
磁性粒子热疗，其中胶体纳米结构暴露于交变磁场，是一种有前途的癌症治疗方法。不幸的是，热疗的临床疗效尚未优化。因此，积极寻求改善磁性粒子热疗的途径，例如设计由不同相材料组成的混合结构。在这里，我们证明了增强的热疗效率在相对较大的球形Fe/Fe-氧化物核/壳纳米粒子通过操纵核和壳相之间的相互作用。对直径在30-80 nm范围内的示例性样品的实验结果表明滞后损失与观察到的温度升高速率的直接相关性，最大效率为约0.9 kW/g。的绝对颗粒尺寸，核/壳比，和薄的方铁矿夹层的插入，被证明有强大的影响上的比吸收率。通过将我们的测量结果与微磁计算结果进行比较，我们揭示了拓扑非平凡磁化反转模式，在这种模式下，粒子间的相互作用变得可以忽略不计，聚集体的形成被最小化，并且转化为热量的能量增加。这一信息迄今为止一直被忽视，与均匀粒子的现有知识形成鲜明对比。
2019-10-09 cond-mat.mtrl-sci
Nanoscale distribution of magnetic anisotropies in bimagnetic soft core-hard shell MnFe$_2$O$_4$@CoFe$_2$O$_4$ nanoparticles
采用不同探测深度的元素选择性磁谱组合，测量了核@壳MnFe $_2$ O $_4$ @CoFe $_2$ O $_4$ 7.0 nm颗粒中磁各向异性的纳米级分布。由于这张照片是无法通过任何其他技术，涌现的磁性被揭示出来。在整个纳米尖晶石中，矫顽场不是恒定的。非常薄的（0.5 nm）CoFe $_2$ O $_4$硬壳对另外非常软的MnFe $_2$ O $_4$核施加强磁各向异性：在MnFe $_2$ O $_4$芯内部测量到大的结晶度梯度，接近界面区域的值较低，而内芯呈现出相当大的矫顽磁场（0.54T）和非常高的剩余磁化（饱和时磁化的90%）。
2017-09-14 cond-mat.mtrl-sci
Plasmon-Induced Tuning of Cerium Oxidation States in Au@CeO$_x$ Core@Shell Nanoparticles
本文通过可见光驱动的局域表面等离激元共振光热反应合成Au@CeO$_x$核壳纳米颗粒，并利用绿色激光照射进一步提高Ce$^{3+}$/Ce$^{4+}$比值，实现了铈价态的可逆调控，为优化其光催化与类酶性能提供了新途径。
2025-07-04 cond-mat.mtrl-sci
Growth Mechanisms and Oxidation-Resistance of Gold-Coated Iron Nanoparticles
本文采用反胶束法合成了铁核/金壳纳米粒子，并对其生长机理和抗氧化性能进行了研究。通过透射电子显微镜、能量色散谱、X射线衍射、穆斯堡尔谱和电感耦合等离子体技术证实了核壳结构和Fe & Au相的存在。此外，原子分辨率Z-衬度成像和电子能量损失谱（EELS）在扫描透射电子显微镜（STEM）已被用来研究生长过程的细节。Au壳层在聚结前通过在Fe核表面成核而生长。松散粉末形式的这种纳米颗粒的磁矩由于氧化而随时间降低。金壳的抗氧化性不理想可能是由粗糙的金表面引起的。然而，在压制的颗粒形式中，电传输测量表明颗粒相当稳定，因为颗粒的电阻不会随时间而明显变化。
2005-04-13 cond-mat.mtrl-sci
Observation of Double Hysteresis in CoFe$_2$O$_4$/MnFe$_2$O$_4$ Core/Shell Nanoparticles and Its Contribution to AC Heat Induction
本研究通过合成不同壳层数的CoFe2O4/MnFe2O4核/壳纳米颗粒，首次观察到双磁滞回线，并揭示其由核壳磁各向异性差异及内部偏置耦合引起，从而增强交流热感应（SLP），为磁热疗提供优化设计策略。
2025-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Domains and Surface Effects in Hollow Maghemite Nanoparticles
在目前的工作中，我们调查的亚铁磁性和非相互作用磁赤铁矿（g-Fe 2 O3）的空心纳米粒子的Kirkendall效应获得的磁性。从磁性的实验表征中，我们发现多晶空心磁赤铁矿纳米颗粒具有超顺磁性到铁磁性的转变温度低、磁矩小、显著的磁化率和不可逆场，并且在高达5 T的外部磁场下没有磁饱和。这些结果被解释的微观结构参数表征磁赤铁矿壳的原子蒙特卡罗模拟的一个单独的球壳模型。该模型包括强相互作用的晶体结构域安排在一个球壳与随机取向和各向异性轴。蒙特卡罗模拟允许辨别结构多晶和其中空几何形状之间的影响，同时揭示在不同的温度制度下的磁畴排列。
2009-01-15 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic properties of dense nanoparticle arrays with core/shell morphology
我们计算了有序阵列的复合磁性纳米粒子的铁磁（FM）的核心和反铁磁（AFM）壳，位于三角形晶格和耦合通过静磁力的磁滞。每个纳米颗粒由一对交换耦合（J）的各向异性自旋（Meiklejohn-Bean模型）描述。使用Metropolis Monte Carlo算法获得磁化磁滞回线。对于硬磁纳米颗粒，我们发现随着偶极耦合强度的增加，矫顽磁力减小，而交换偏置场则表现出非单调行为，这是由于随机各向异性和颗粒间偶极相互作用之间的竞争造成的。讨论了通过增加堆积密度来提高交换偏置场的可能性。
2006-07-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Telluride nanocrystals with adjustable amorphous shell thickness and core-shell structure modulation by aqueous cation-exchange
核-壳胶体半导体纳米颗粒（CSNPs）的结构设计具有很大的吸引力，因为它具有增强光诱导电荷转移（PICT）和诱导有利的光学和电子性质的潜力。尽管如此，碲化物CSNP对高温的敏感性使得精确调节其表面结晶度具有挑战性。在此，我们已经开发了一种有效的策略，用于合成碲化物CSNPs与薄的无定形壳使用水溶液阳离子交换（ACE）。通过在40至110 ℃范围内改变合成温度，CdTe纳米颗粒的结晶度可以从没有可检测的无定形壳的完美晶体（c-CdTe）控制到具有结晶CdTe NP核被厚度高达7- 8 nm的可调无定形壳覆盖的核-壳结构（c@a-CdTe）。第二ACE步骤将c@a-CdTe转化为结晶CdTe@HgTe核-壳NP。在60 ℃下合成的c@a-CdTe纳米粒子具有4-5 nm厚的非晶壳层，表现出最高的表面增强拉曼散射活性，其增强因子约为8.82 × 10^5，这归因于非晶壳层和结晶核之间的耦合。
2022-12-09 cond-mat.mtrl-sci
Novel one-pot sol-gel synthesis route of Fe3C/few-layered graphene core/shell nanoparticles embedded in a carbon matrix
提出一锅两步表面活性剂溶胶-凝胶法，在碳基体中制备少层石墨烯包覆的单相 Fe3C 核壳纳米颗粒，并验证其结构、磁性与耐腐蚀稳定性。
2023-09-24 cond-mat.mtrl-sci
Uncovering the Three-Dimensional Structure of Upconverting Core-Shell Nanoparticles with Multislice Electron Ptychography
本研究利用多层电子叠层成像技术，在低电子剂量下重建上转换核壳纳米颗粒的三维结构，并绘制应变分布，揭示壳扭转及裂纹、位错位置，展示了单次扫描获取三维信息的优势。
2024-02-15 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Dipole-dipole interaction in arrays of Fe/Fe$_x$O$_y$ core/shell nanocubes probed by ferromagnetic resonance
本文代表了一个详细的理论研究的长程磁偶极-偶极相互作用的作用证明了铁磁共振（FMR）光谱的有序阵列的立方纳米粒子。我们表明，阵列的大小基本上控制了系统的稳定性，从而可以抑制从6x6纳米颗粒形成的阵列开始的间歇性低场激发。我们的数值模拟允许确定阈值粒子间距离（约80 - 100 nm），之后偶极-偶极相互作用变得可以忽略不计，使得纳米颗粒阵列的FMR光谱变得与单个纳米颗粒的光谱相同。我们还比较了我们的模拟与实验FMR光谱的24 Fe/Fe $_x$ O $_y$ -纳米立方体不规则地放置在基板上。
2014-07-01 cond-mat.mtrl-sci
Modelling Pulsed Deposition of Nanoparticles into films
本文提出一种模拟纳米颗粒脉冲沉积的数值工具，研究颗粒尺寸与形状对薄膜孔隙率和粗糙度的影响，发现小尺寸区间孔隙率随尺寸呈幂律增长。
2024-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant exchange bias and ferromagnetism in the CoO shell of Co/CoO-MgO core-shell nanoparticles
采用磁控溅射法在Si（100）衬底上制备了一系列Co/CoO-MgO纳米颗粒。高分辨透射电子显微镜（HRTEM）图像显示，小的孤立的钴团簇（核心）覆盖的CoO（壳）的尺寸为几个纳米嵌入在MgO基质。电阻率作为Co原子比的函数表现出明显的逾渗阈值，在69%Co含量附近急剧下降。跨过阈值，电阻率下降约7个数量级。对于一个样品在这个渗流临界阈值，我们已经观察到一个巨大的交换偏置场HE=2460 Oe在T= 2K，并使用软X射线磁性圆二色性在Co-L2，3边缘，我们已经检测到一个铁磁（FM）信号来自反铁磁CoO壳。此外，减少Mg杂质将减少来自CoO壳层的FM信号（即未补偿的自旋密度）和HE的尺寸，从而直接支持未补偿的自旋模型。
2012-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonmagnetic impurities and roughness effects on the finite temperature magnetic properties of core-shell spherical nanoparticles
受最近研究[V. Dimitriadis et al. Phys. Rev. B \textbf{92}，064420（2015）]的启发，我们研究了具有核-壳结构的球形纳米颗粒的有限温度磁性，包括淬灭的（i）表面和（ii）界面杂质（静态孔）以及（iii）粗糙化界面效应。粒子核由铁磁自旋组成，并且它被铁磁壳包围。通过基于改进的Metropolis算法的蒙特卡罗模拟，我们实现了经典的海森堡哈密顿纳米粒子。特别注意也被致力于阐明这些系统的热和磁相变功能上的颗粒尺寸的影响。对于表面层不完整的纳米颗粒，发现较大的颗粒具有较低的补偿点，该补偿点随着空位量的增加而逐渐减小，并在某一临界值处消失。考虑到纳米粒子的稀释界面，我们的蒙特卡罗模拟结果表明，在无序谱中存在一个区域，补偿温度随稀释参数的减小而线性降低。对于具有粗糙界面的纳米颗粒，观察到粗糙度对补偿点和临界温度的变化都不起任何显著作用。然而，低温饱和磁化的核和壳界面区域敏感地依赖于粗糙度参数。
2017-01-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Radiation resistance in simulated metallic core-shell nanoparticles
采用分子动力学（MD）方法模拟了纯Fe纳米粒子（NP）和掺杂FeCu核壳纳米粒子（CSNP）的辐射损伤。CSNP包括包覆有面心立方（fcc）Cu壳的完美体心立方（bcc）Fe核。与Fe初级撞击原子（PKA）与1和7 keV之间的能量的照射导致点缺陷，没有超过双空位和非常少的稍大的空位团簇的集群，并且没有填隙团簇，不像在相同的PKA能量的散装发生。Fe-Cu界面和壳可以充当缺陷汇，吸收辐射引起的损伤，因此，Fe核中的最终缺陷数显著低于Fe NP中的缺陷数。此外，铜壳层大大减少了溅射的铁原子的数量，作为反冲喷射的障碍。在结构上，Cu壳通过在壳宽度上产生和破坏堆垛层错来响应由碰撞级联产生的应力，这也可以容纳进一步的辐照缺陷。BCA低估了溅射产率（Y），这也是预期的，因为模拟是针对垂直入射的薄膜。我们还比较MD缺陷生产批量预测的分析无热膨胀校正位移每原子（arc-dpa）模型。在Fe核心的空位的数量仅略低于arc-dpa的预测，但在5千电子伏的数量减少了约一个数量级的空位相比。根据在我们的模拟中发现的FeCu CSNP的抗辐射性，这类纳米材料可能适合于开发新的抗辐射涂层、纳米结构组件和用于极端环境的屏蔽，例如，在核能和天体物理应用中。
2022-09-08 cond-mat.mtrl-sci
Distinct melting behaviour of partially oxidized Cu nanoparticles and nanowires
虽然大多数实验研究都是针对部分氧化的金属纳米固体，但它们的行为在理论上还没有得到很好的理解。为此，我们利用分子动力学模拟和电荷优化的多体势探测熔化的Cu纳米粒子和纳米线，有和没有单层的Cu $_2$ O作为外壳。结果表明，部分氧化的纳米固体呈现出不同的熔融行为比广泛接受的图片熔化，特别是不同于表面熔化。(i)对于这两种类型的纳米固体，我们观察到向内扩散的$\sim$ 40\%的原子氧进入金属核心在室温下。(ii)对于具有氧化物壳的纳米线，我们观察到在没有氧化物的情况下不存在的Cu核中的固态相变。(iii)在熔化之前，氧化物壳收缩，并且该过程在熔化之后继续，以形成两种类型的纳米固体的颗粒氧化物。
2023-02-04 cond-mat.mtrl-sci
Atomistic modelling of friction of Cu and Au nanoparticles adsorbed on graphene
我们提出了经典的分子动力学计算的行为的铜和金纳米粒子的石墨烯片，剪切与恒定施加的力$F_{\rm a}$。从衬底作用在颗粒上的力$F_{\rm s}$取决于纳米颗粒的材料（Au或Cu），并且表现出对时间的依赖性，我们将其归因于金属纳米颗粒表面原子位置与石墨烯晶格之间的局部可折叠性。作用在Au纳米颗粒上的$F_{\rm s}$（摩擦力）的时间平均值随着接触面积线性增加，具有接近实验可观察到的斜率。提出了一个定性模型来解释观察到的结果。
2013-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing the atomically diffuse interfaces in core-shell nanoparticles in three dimensions
本研究利用原子分辨率电子断层扫描，在三维单原子水平上揭示了钯-铂核壳纳米颗粒的界面为平均厚度4.2埃的原子弥散结构，且与颗粒尺寸等无关，为纳米材料调控提供策略。
2022-07-17 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Silver-Gold Bimetallic Alloy versus Core-Shell Nanoparticles: Implications for Plasmonic Enhancement and Photothermal Applications
双金属等离子体纳米颗粒能够通过改变组成来调节光学响应和化学稳定性。目前的数值模拟研究比较了Ag-Au合金，Ag@Au核壳，和Au@Ag核壳的球形和各向异性（纳米三角形和纳米棒）形状的等离子体纳米粒子。通过研究球形和各向异性（LSPR在近红外区域）的形状，与和没有带间跃迁的Au的情况下，可以解耦。明确的比较是方便的数值模型支持的仔细验证和检查文献中报道的Au-Ag合金的光学常数。虽然Au-Ag核-壳和合金纳米颗粒都表现出纯Ag和Au纳米颗粒之间的中间光学响应，但在光谱特性上存在明显差异。此外，在各向异性的纳米粒子中的金的构造的效果是完全不同的球形纳米粒子，由于在前一种情况下的Au带间跃迁的情况下。一般来说，通过掺入Au来改善Ag纳米颗粒的化学稳定性伴随着等离子体增强的降低，也适用于具有较弱效果的各向异性纳米颗粒。光热热传递研究证实，通过在球形Ag纳米颗粒中掺入Au来增加吸收也导致稳态温度增加。另一方面，各向异性纳米颗粒本身是更好的吸收剂，因此更好的光热源及其光热性质显然不会受到一种金属在另一种金属中的掺入的强烈影响。
2022-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Monte Carlo simulation study of exchange biased hysteresis loops in nanoparticles
我们提出的蒙特卡罗模拟的磁性模型的一个单一的纳米粒子组成的反铁磁壳包围的铁磁核的结果。在磁场中冷却后磁滞回线的模拟显示了交换偏置效应。为了理解的环路移位的起源，我们已经研究了场冷却下的壳层和界面磁化的热依赖性。这些结果，再加上检查的快照的配置在低温下获得的，表明存在一个净磁化的界面，这是负责的磁滞回线的偏置。
2005-10-27 cond-mat.mtrl-sci
Dynamic phase transition properties and hysteretic behavior of a ferrimagnetic core-shell nanoparticle in the presence of a time dependent magnetic field
我们研究了具有核壳结构的亚铁磁性小纳米粒子系统的动态相变特征和稳态行为。通过详细的蒙特卡罗模拟，给出了相图和磁化曲线的完整图像，并研究了系统中补偿点$T_{comp}$出现的条件。根据Néel命名法，在一定条件下，发现粒子的磁化曲线服从P型、N型和Q型分类方案。大量的努力已经投入到调查的滞后响应的颗粒，我们观察到存在的三重磁滞回线的行为，这源于存在一个弱的铁磁核耦合$J_{c}/J_{sh}$，以及强的反铁磁界面交换相互作用$J_{int}/J_{sh}$。大多数的计算已经进行了一个粒子的振荡场的存在下，非常高的频率和高振幅的交换相互作用，类似于一个磁系统的影响下的超快开关场。还特别注意了颗粒尺寸对热性能和磁性能的影响，以及颗粒的磁性特征，如矫顽力、剩磁和补偿温度。我们已经发现，在超快开关场的存在下，粒子可以表现出动态的相变从顺磁性的动态有序相随着铁磁壳层厚度的增加。
2012-11-16 cond-mat.mtrl-sci
Engineered spin-valve type magnetoresistance in Fe$_3$O$_4$-CoFe$_2$O$_4$ core-shell nanoparticles
自然发生的自旋阀型磁阻（SVMR），最近观察到Sr 2FeMoO 6样品，表明去耦的最大电阻从样品的介电常数的可能性。在这里，我们提出的证据表明，SVMR可以在专门设计和制造的核-壳纳米粒子系统，实现在这里的软磁Fe 3 O 4作为核心和硬磁绝缘体CoFe 2 O 4作为外壳材料。我们表明，这提供了一个磁可切换的隧道势垒，控制系统的磁阻，而不是磁性颗粒材料，Fe 3 O 4的磁性，从而建立工程SVMR结构的可行性。
2013-10-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain-Induced Polarization Enhancement in BaTiO$_3$ Core-Shell Nanoparticles
本研究采用Landau-Ginzburg-Devonshire方法，揭示非线性电致伸缩耦合与核壳界面弹性失配是BaTiO3核壳纳米颗粒极化增强的关键，为相关应用提供理论支撑。
2023-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing temperature with lattice matched HgTe/CdTe core/shell nanoparticles
光致发光（PL）的研究可以提供对半导体纳米颗粒（NP）的光学性质的基本洞察，但同样受到NP尺寸分布和低发光产率的限制。无机半导体核/壳结构具有耐久性、高发光量子产率（LQY）（在可见光范围内为10-80%）的附加优点，并且可用于生物标记、LED和发光测温应用。然而，发光测温需要窄的PL线宽，强烈的发光，并应随温度线性和可逆地变化，这是很难实现的晶格失配（3.9%-10.6%）的核/壳结构。在这里，我们报告了晶格匹配的，耐用的和非常小的（2.8nm）的碲化镉/碲化镉核/壳纳米粒子，其光学活性被证明是在紫外范围内，并产生了非常高的发光。PL随核/壳NP的温度的可逆变化被用作光学探针温度传感器，其分辨率为0.32%每开氏度，被认为是迄今为止报道的有效的发光温度计之一。
2010-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic Structure and Resonant X-ray Emission Spectra of Carbon Shells of Iron Nanoparticles
用X射线共振发射光谱和X射线吸收光谱研究了碳包铁纳米颗粒碳包Fe@C的碳壳层电子结构。已记录的光谱进行了比较的石墨烯的电子结构的密度泛函计算。已经表明，Fe@C碳壳可以以具有Stone-Wales缺陷的几个石墨烯层的形式表示。用测得的C Ka共振X射线发射谱研究了Fe@C的能带色散。
2013-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
