Determining Magnetic Nanoparticle Size Distributions from Thermomagnetic Measurements
热磁测量用于获得磁性纳米颗粒的尺寸分布和各向异性。描述了一种分析变换方法，该方法利用温度相关的零场冷却（ZFC）磁化数据来提供超顺磁性纳米颗粒的平均直径和相对丰度的定量测量。将这种方法应用于MnAs-GaAs复合膜中的自组装MnAs纳米颗粒，揭示了与块状材料相比纳米颗粒的对数正态尺寸分布和降低的各向异性。这种分析技术有望快速评估的超顺磁性纳米粒子的合奏的尺寸分布。
2015-04-25 cond-mat.mes-hall
Nonmonotonic Evolution of the Blocking Temperature in Dispersions of Superparamagnetic Nanoparticles
我们用蒙特卡罗方法模拟偶极相互作用对单分散超顺磁性$γ-Fe_{2}O_{3}$纳米粒子组装的影响。我们已经确定了一个临界浓度c*，这标志着两个不同的制度之间的过渡的阻塞温度（$T_{B}$）的演变与粒子间的相互作用。在低浓度（c < c*）下，磁性颗粒表现为具有恒定$T_{B}$的理想非相互作用系统。在浓度c > c* 时，偶极能增强各向异性能垒，并且$T_{B}$随着c的增加而增加，使得需要更高的温度来达到超顺磁状态。我们的结果与经典粒子模型和实验的拟合支持了两种不同区域的存在。我们的数据可能有助于理解文献中明显矛盾的结果。
2010-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Superparamagnetic relaxation in Cu_{x}Fe_{3-x}O_{4} (x=0.5 and x=1) nanoparticles
本文的范围是报告非常详细的测量结果的磁弛豫现象在新的Cu $_{0.5}$ Fe $_{2.5}$ O $_{4}$纳米粒子和已知的CuFe $_{2}$ O $_{4}$纳米粒子。合成的颗粒的尺寸为（6.5 $\pm $ 1.5）nm。两种样品都显示出超顺磁性行为，具有明确的磁矩阻断现象。这包括零场冷却和场冷却磁矩曲线的分裂，动态滞后，磁矩在阻断温度以下的慢准对数弛豫。不同温度下的磁矩弛豫数据的标度证实了简单热弛豫模型的适用性。两种结构相似的铜铁氧体表现出明显不同的磁各向异性密度和其他磁性。所研究的系统表现出所有获得的结果的一致性。
2004-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Beating the superparamagnetic size limit of nanoparticles on a ferroelectric substrate
当减小纳米级磁性颗粒的尺寸时，它们的磁化强度变得容易受到接近超顺磁性极限的热波动的影响，从而阻碍了依赖于稳定磁化强度的应用。在这里，我们从理论上表明，磁电耦合到铁电衬底呈现可能的实现实质上更小的纳米团簇与热稳定的磁化。对于团簇大小的估计，我们进行计算与铁电钛酸钡基板上的铁纳米粒子的现实材料参数。我们发现，转向极化的钛酸钡与电场影响的磁性沉积的磁性团簇。这些发现指出了一种新的超顺磁性复合材料。
2013-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Properties of Assembly of Superparamagnetic Nanoparticles in Viscous Liquid
根据粒子直径、交变磁场幅值和液体粘度对分散在液体中的具有有效单轴各向异性的铁氧化物纳米粒子的稀组装体的比吸收率（SAR）进行了详细的计算。对于小的和中等的AC磁场振幅H 0相对于颗粒各向异性场Hk，作为颗粒直径的函数的组件的SAR通过特征最大值，然后达到平台，而对于足够大的振幅，H 0 ~ Hk，SAR作为颗粒直径的函数单调增加。这种差异是一个结果，实现的粘性和磁性振荡模式的粒子单位磁化矢量和导演为中等和足够大的H 0值，分别。据发现，SAR的组件的粘度仅在一个粘性模式，为足够大的直径的纳米粒子的相反变化。在开发的磁性模式中，组件的SAR实际上与粘度无关，因为在这种情况下，纳米粒子导向器仅围绕ac磁场方向微弱振荡。在中等振幅的交流磁场的SAR值的组装在液体和固体基质中被发现是接近的，除了大的颗粒直径和足够低的粘度的范围。然而，在大的场振幅下，固体基质中的纳米颗粒的随机取向组装的SAR比液体中的小大约两倍，因为固体基质中的组装的纳米颗粒的显著部分相对于ac磁场方向不是最佳取向的。通过与数值模拟数据的比较，阐明了线性响应理论有效的条件。
2020-12-30 cond-mat.mes-hall
Visualizing Magnetic Order in Self-Assembly of Superparamagnetic Nanoparticles
本文利用软X射线矢量叠层衍射断层成像技术揭示了液-液界面自组装超顺磁纳米粒子的三维磁化场，发现层数增加使自旋更对齐并增强净磁化，单层因热致磁涡旋增殖呈磁短程有序，双层和三层因偶极相互作用增强呈磁长程有序，证明了层状结构对磁化的关键作用。
2024-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Role of dipole-dipole interactions in multiple quantum transitions in magnetic nanoparticles
为了更好地理解在超顺磁性纳米颗粒中观察到的多个量子跃迁的起源，已经对组装在阳极氧化铝膜内的氧化铁纳米颗粒进行了电子磁共振（EMR）研究。在半场观察到的主共振和“禁戒”（双量子，2 Q）跃迁的位置证明了与线位移成比例的特征角依赖性3cos 2 q-1，其中q是通道轴和外部磁场B之间的角度。这一结果可归因于通道内细长聚集体内的粒子间偶极-偶极相互作用。的2 Q强度的角度依赖性被发现是成比例的sin 2 qcos 2 q，这是与量子力学计算的预测与帐户的混合状态的非长期粒子间偶极-偶极相互作用。不同种类的测量（磁化曲线，线位移和2 Q强度）之间表现出良好的一致性，证明了超顺磁性物体的磁化动力学的量子方法的适用性。
2009-11-09 cond-mat.mes-hall
Design of superparamagnetic nanoparticle-materials for high-frequency inductor cores
本文提出超顺磁纳米颗粒材料设计指南，通过统计力学推导磁化率，指出近球形高饱和磁化低各向异性颗粒（如FeNi$_3$）最优，可优化尺寸实现高频稳定，有望超越铁氧体磁芯。
2025-07-18 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Synthesis and Characterization of Nanocomposites of Fe Nanoparticles and Activated Carbon
我们已经合成了块状形式的Fe纳米颗粒和活性炭的超顺磁性纳米复合材料。本文将活性炭的多孔性和纳米铁的磁性结合起来，通过机械混合的方法将两者按不同比例混合，制备出纳米复合材料。这些纳米复合材料的特征在于各种表征技术，如X射线衍射（XRD），透射电子显微镜（TEM），磁化测量和穆斯堡尔谱。所观察到的XRD图谱在2θ = 44.8度处显示出最强的峰，其对应于体心立方相的纯Fe的（110）面。通过TEM成像获得的平均颗粒尺寸在20 nm的范围内，这低于Fe纳米颗粒处于超顺磁相所需的极限。通过磁化强度测量和穆斯堡尔谱证实了纳米复合材料的超顺磁性和痕量铁磁相。通过Langavin函数拟合的磁化强度与磁场曲线计算的颗粒尺寸与从TEM成像获得的尺寸在定性上很好地一致。
2014-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Assembly and disorder dissipation in superparamagnetic nanoparticle chains in a rotating magnetic field
我们研究了超顺磁性氧化铁纳米颗粒（SPION）链在旋转磁场中的形成，结合两个充分探索的链形成系统：较大的微米级珠在旋转磁场中，和SPION在静态场。这个简单的组合很有趣，因为它的特点是在远离平衡和有限温度下发生的自组装，更好地探索的系统分别构成其零温度和近平衡极限。适用于这两个极限中的任何一个的理论都可以定性地预测链长分布，除了我们实验中的链较短之外，我们将其归因于同时存在的热波动和流体剪切力，它们协同工作以将链分开。我们最引人注目的结果是，SPION链中的无序在几十分钟的时间尺度内逐渐消散，比特征链组装时间慢两个数量级。提高粒子浓度和溶液离子强度可以加快无序耗散，这两个因素都提高了链组装的速度。这强烈地表明，链顺序随时间的改善不是由于热波动，而是由于自组装过程所赋予的能量，该过程不断地导致链生长和断裂，即使在获得稳态分布时也是如此。更一般地说，我们的研究结果表明，自组装远离平衡，有时可能会导致更好的有序组件比在接近平衡的条件下。
2020-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Size Effect in Electron Paramagnetic Resonance Spectra of Impurity Centers in Diamond Nanoparticles
电子顺磁共振（EPR）谱的内在和诱导顺磁中心的亚微米金刚石颗粒的平均粒径递减的合奏的多晶图案的演变被认为是。最近的实验数据明确地表明，在接近一定的颗粒尺寸和低于它时，典型的超精细图案从P1中心一致地减少，然后归零。这些变化伴随着新的无结构信号的出现和加强。在小颗粒中，表面顺磁中心的电子波函数在整个纳米颗粒上是离域的。结果，电子自旋“经历”所有周围原子核的平均场，即零。同时，由于电子自旋扩散，纳米颗粒中的顺磁中心也被切断了超精细相互作用。因此，在纳米金刚石颗粒尺寸减小时，多晶EPR谱的超精细相关特征变得较弱，并且谱似乎是无结构的。
2019-12-23 cond-mat.mes-hall
Spin-dependent magnetism and superparamagnetic contribution to the magnetocaloric effect of non-stoichiometric manganite nanoparticles
尽管由于锰氧化物在现代电子学中的广泛应用而对其进行了广泛的研究，但这类金属氧化物仍以其独特的性质和新现象而不断令人惊讶。在这里，我们研究了具有强自旋电子耦合的非海森堡锰氧化物纳米颗粒的结构和磁性。从低温铁磁态到高温顺磁态的转变过程中，锰离子的电荷、价态和自旋（磁矩）随电子局域化而发生变化。随着温度的降低，处于顺磁相的Mn离子的夸大的有效磁矩显著减小，证明了自旋相关磁性。对二阶相变附近的磁化临界行为和临界参数的确定进行了全面的研究。基于不同磁场下磁熵变的温度和场依赖性的异常行为，发现了纳米颗粒的超顺磁性对磁热效应的额外影响。
2021-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Anomalous magnetic behavior of CuO nanoparticles
我们报告的温度，磁场和时间依赖性的氧化铜纳米粒子的大小为9 nm，13 nm和16 nm的磁化强度的研究。与其他反铁磁纳米粒子系统相比，纳米粒子显示出不寻常的功能。场冷却（FC）和零场冷却（ZFC）磁化曲线分叉高于Néel温度和ZFC磁化曲线中通常的峰值是不存在的。该系统没有表现出任何记忆效应，这与其他反铁磁纳米颗粒所表现出的通常行为形成鲜明对比。结果表明，CuO纳米粒子的非平衡行为是非常奇怪的，既不是超顺磁性的，也不是类自旋玻璃。
2010-01-21 cond-mat.mes-hall
Unusual non-equilibrium behavior of cupric oxide nanoparticles
我们报告的温度，磁场和时间依赖性的氧化铜纳米粒子的大小为9 nm，13 nm和16 nm的磁化强度的研究。与其他反铁磁纳米粒子系统相比，纳米粒子显示出不寻常的功能。场冷却（FC）和零场冷却（ZFC）磁化曲线分叉高于尼尔温度和通常的峰值ZFC磁化曲线是缺席。该系统没有表现出任何记忆效应，这与其他反铁磁纳米颗粒所表现出的通常行为形成鲜明对比。事实证明，CuO纳米颗粒的性质非常奇怪，既不是超顺磁性的，也不是类自旋玻璃的。
2009-07-24 cond-mat.mes-hall
Quantifying the complex permittivity and permeability of magnetic nanoparticles
超顺磁性氧化铁纳米颗粒的复介电常数和磁导率已经使用具有静态磁场的圆形波导组件来量化，以对齐纳米颗粒的磁化。测量的高灵敏度提供了纳米颗粒的精确共振特征。在铁磁共振（FMR）附近的复磁导率与通过常规磁力测量法测量的纳米颗粒的磁化强度一致。一个严格的和自洽的测量纳米粒子的复介电常数和磁导率是至关重要的，以准确地确定介电行为以及纳米粒子磁化的频率响应，必要的成分时，设计和优化磁性纳米粒子的生物医学应用。
2015-04-06 cond-mat.mes-hall
Electron magnetic resonance in magnetic nanoparticles: dependence on the particle size and applicability of the modified giant spin model
超顺磁性纳米粒子包含成百上千的耦合电子自旋之间的经典和量子行为的边界，并表现出典型的顺磁性自旋和宏观铁磁系统中不存在的功能。为了更好地理解随着系统尺寸的增加，磁化动力学从量子到经典行为的演变，我们研究了氧化铁纳米颗粒悬浮液中的电子磁共振信号作为颗粒尺寸的函数。实验数据进行了比较的基础上的巨自旋方法的数值模拟。
2016-05-04 cond-mat.mes-hall
Direct observation of enhanced magnetism in individual size- and shape-selected 3d transition metal nanoparticles
磁性纳米粒子是从纳米医学到自旋电子学的未来技术的重要组成部分。许多相关应用需要具有定制磁性的纳米颗粒。然而，尽管朝着这个目标进行了重大的努力，一个广泛的和不太理解的分散的磁性能的报道，即使在单分散样品的典型铁磁3D过渡金属。我们解决这个问题，通过调查大量的大小和形状选择，个别纳米粒子的Fe，Co和Ni使用一套独特的互补表征技术的磁性。在室温下，在我们的实验中观察到的所有Ni纳米粒子的超顺磁性行为的研究范围内的大小，从8到20 nm。然而，Fe和Co纳米颗粒可以以该范围内的任何尺寸以两种不同的磁性状态存在：（i）如从对于相应材料已知的体相和表面各向异性所预期的并且如对于Ni所观察到的超顺磁性状态;以及（ii）在室温下具有意外的稳定磁化的状态。这种惊人的状态被分配到显着的修改所产生的亚稳晶格缺陷的纳米粒子的核心，通过计算和原子结构表征得出的结论的磁性。还与结构缺陷，我们发现，铁和钴纳米粒子的磁状态可以通过热处理，使一个调整其磁性能的应用程序进行调整。这项工作表明了补充单粒子调查的重要性，更好地了解纳米粒子的磁性和充分探索其应用潜力。
2017-02-13 cond-mat.mes-hall
Orbital magnetism in ensembles of gold nanoparticles
在过去的二十年里，各种实验报告了被有机配体包围的金纳米颗粒集合的非常不寻常的磁性，包括铁磁性、顺磁性或（大）抗磁性响应。这些行为与宏观金样品的小抗磁响应不一致。在这里，我们从理论上研究的可能性，所观察到的不寻常的磁性覆盖金纳米粒子是轨道起源。采用半经典方法，我们计算了单个金属纳米粒子和金属纳米粒子系综的零场磁化率的轨道分量。虽然个别纳米粒子的轨道响应的结果可以超过数量级的散装朗道磁化率的绝对值，可以是抗磁性或顺磁性取决于纳米粒子的大小，我们表明，一个非相互作用的纳米粒子的合奏具有平滑的尺寸分布的磁化率总是顺磁性在低磁场。特别是，我们预测，零场磁化率遵循居里型定律的小纳米粒子尺寸和/或低温。计算出的场依赖的磁化的合奏稀释的纳米粒子显示出良好的协议与现有的实验，产生了大的顺磁响应。纳米颗粒的尺寸分布的宽度被确定为用于定量测定轨道响应的关键要素。
2018-11-13 cond-mat.mes-hall
Emergent super-antiferromagnetic correlations in monolayers of Fe3O4 nanoparticles throughout the superparamagnetic blocking transition
该研究通过X射线共振磁散射发现Fe3O4纳米颗粒自组装体中存在颗粒间反铁磁关联，其强度随颗粒尺寸增大而增强，并在超顺磁阻塞转变中显著放大。
2023-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Super-resolution diamond magnetic microscopy of superparamagnetic nanoparticles
本文提出一种基于NV色心电荷态光控与环形光束超分辨磁共振谱的纳米磁显微方法，实现约100 nm分辨率，成功分辨间距约190 nm的30 nm铁氧化物纳米颗粒磁偶极特征，且灵敏度显著优于共聚焦方法。
2023-10-09 cond-mat.mes-hall physics.bio-ph physics.ins-det
Spin glass behavior of gelatin coated NiO nanoparticles
我们报告的明胶包覆的NiO纳米粒子的平均尺寸为7 nm的磁性研究。研究了直流磁化的温度和时间依赖性、磁弛豫（老化）的等待时间依赖性、直流磁化的记忆效应和交流磁化率的频率依赖性。我们观察到，包覆NiO纳米粒子的磁行为与裸纳米粒子的磁行为有很大不同。颗粒的磁矩高度增强，并且ZFC磁化数据除了通常的高温峰（Tp 2 =170 K）之外，在低温下显示尖锐的峰（Tp 1 = 15 K）。我们观察到，该系统具有各种特性的自旋玻璃的行为和Tp 2对应的平均冻结温度。我们认为，这种行为是由于表面自旋冻结在一个粒子。然而，低温峰的性质是不明确的，因为在Tp 1以下，观察到的一些特征是超顺磁性阻挡的特征，而一些其它特征对应于类似自旋玻璃的行为。
2011-04-11 cond-mat.mes-hall
Magnetocaloric effect and scaling analysis in superspin glass Co/Au nanoparticles
研究了Co/Au（核/壳）双金属纳米粒子体系在低温下从超顺磁性（SPM）到超自旋玻璃态（SSG）的磁热性质。在SPM到SSG转变附近的温度处观察到磁熵变与温度的依赖性（$ΔS_M(T)$）的峰。尽管显着的热滞后磁化在低磁场的主曲线已被构造从$ΔS_M(T)$依赖性采用缩放分析。这证实了所研究的跃迁是二阶类型的。在临界温度附近，从相关磁热响应参数的场依赖性计算的临界指数的不同值已被发现为低和高的应用领域。此外，指数表现出显着的不一致的平均场论的理论值的特征，以及伊辛模型表明不同的行为的SSG系统在临界温度。
2017-02-13 cond-mat.mes-hall
Time-resolved diamond magnetic microscopy of superparamagnetic iron-oxide nanoparticles
本文利用金刚石氮-空位中心磁显微镜对约30纳米超顺磁氧化铁纳米颗粒进行时间分辨宽场成像，揭示了单颗粒横向磁化、极低磁滞及高度不对称的B_c分布，并直接记录了毫秒至秒级的Néel弛豫过程。
2025-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Room-temperature detection of single 20 nm super-paramagnetic nanoparticles with an imaging magnetometer
我们展示了室温下检测单个20 nm的超顺磁性纳米粒子（SPN）的宽视场光学显微镜平台，适合于生物集成。颗粒由磁铁矿（Fe3O4）制成，因此无毒且生物相容。检测是通过使用金刚石中的氮空位缺陷中心的光学检测磁共振成像来完成的，导致DC磁场检测限为2.3 μT。这标志着SPN检测向前迈出了一大步，我们预计它将允许开发能够检测单个分子结合事件的基于磁场的生物传感器。
2014-03-04 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Zero-temperature spin-glass freezing in self-organized arrays of Co nanoparticles
我们研究，通过磁化率和磁老化实验，在Co纳米粒子阵列的玻璃态磁动力学的性质，自组织在N层从N=1（二维极限）到N=20（三维极限）。我们发现，在这两个限制测量的磁响应之间没有质的差异，尽管没有自旋玻璃相预计在T=0以上的二维。更具体地说，对于二维和三维阵列来说，通常与该阶段相关的所有现象（临界减慢、低于阻塞温度的场冷磁化的平坦化以及老化引起的磁记忆）在性质上看起来是相同的。激活的标度律，这是典型的系统在零温度下经历相变帐户以及所有样品的直流和交流的临界减速。我们的数据还表明，动态磁相关实现老化的纳米粒子阵列低于其超顺磁性阻断温度主要延伸到最近的邻居。我们的实验表明，这些纳米颗粒阵列的玻璃态磁动力学与零温度自旋玻璃转变。
2011-03-23 cond-mat.mes-hall
Spin wave free spectrum and magnetic field gradient of nanopatterned planes of ferromagnetic cobalt nanoparticles: key properties for magnetic resonance based quantum computing
我们提出了一个研究的两个片钴纳米粒子退火SiO2层注入钴离子在微波Q波段的铁磁共振。本实验研究是作为一个功能的应用磁场取向，温度和剂量的注入钴离子。我们证明，这些磁性片的钴纳米粒子可以很好地模拟一个几乎二维的铁磁片，具有降低的有效饱和磁化强度，相比，一个规则的薄膜的钴。发现纳米颗粒在210 K以上是超顺磁性的，在此阻断温度以下是铁磁性的。静磁计算表明，通过在这种钴纳米颗粒磁性片中图案化的铁磁纳米条可以产生约0.1 G/nm的强磁场梯度。这种与电子顺磁共振相结合的强磁场梯度可以与基于耦合电子自旋的阵列实现中间尺度量子计算机相关，如先前报道的（Eur. J. B（2014）87，183）。然而，这种新方法只有在铁磁纳米结构的自旋波激发不引入额外的自旋退相干时才有效。因此，我们在理论上提出了一些可能的磁各向异性工程的钴纳米粒子，可以允许抑制自旋量子位退相干诱导的不必要的集体激发的自旋。
2014-10-11 cond-mat.mes-hall
Magnetic properties and charge transport mechanisms in oxygen-deficient HfxZr1-xO2-y nanoparticles
Institute of Physics of the National Academy of Sciences of Ukraine（乌克兰国家科学院物理研究所）；Frantsevich Institute for Problems in Materials Science of the National Academy of Sciences of Ukraine（乌克兰国家科学院弗拉琴科材料科学问题研究所）；Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）；Stockholm University, Department of Chemistry（斯德哥尔摩大学化学系）；Ye. O. Paton Institute of Materials Science and Welding, National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”（乌克兰国立技术大学“伊戈尔·西科尔斯基基辅理工学院”叶·奥·帕顿材料科学与焊接研究所）
本研究揭示了氧缺陷氧化铪-氧化锆纳米颗粒的超顺磁和超铁电特性，发现其具有类超铁电响应和posistor效应，为开发新型铁电材料提供了新方向。
2026-03-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dipolar-coupled moment correlations in clusters of magnetic nanoparticles
在这里，我们调查的性质之间的时刻耦合10纳米的DMSA涂层的磁性纳米粒子，在胶体分散体和粉末形式。单个铁氧化物核由> 95%的磁赤铁矿组成并聚集成簇。在室温下，根据穆斯堡尔和磁化测量，系综表现为超顺磁体，然而，在低温下有明显的偶极相互作用迹象。在超顺磁制度的温度依赖性的交流磁化率数据的分析表明，偶极耦合的磁关系的核心内的集群的趋势。为了解决粒子磁矩之间的方向相关性，我们进行了极化小角中子散射，并确定了在低磁场在300 K的粉末的磁性自旋翻转截面。我们提取的磁化矢量场的一个间接的傅立叶变换的横截面的基本对距离分布函数，这表明最近的邻居的时刻之间的正相关和负相关性，与明确主导下一个最近的时刻的关系。这些趋势证实了这种核心集群的蒙特卡罗模拟。
2018-10-30 cond-mat.mes-hall
Magnetism of monomer MnO and heterodimer FePt@MnO nanoparticles
本文报道了不同粒径（6- 19 nm）反铁磁MnO纳米颗粒的磁性。使用极化中子散射和磁力测量的组合，我们能够解决以前观察到的特殊性。另一方面，磁性测量揭示了低温（~ 25 K）下零场冷却（ZFC）磁化曲线中的峰值，但在118 K的Néel温度附近没有特征。另一方面，极化中子散射显示AF序参量在118 K附近消失的预期行为。此外，在不同温度下测量的磁滞曲线揭示了交换偏置效应，表明AF芯与铁磁（FM）状外壳的耦合。ZFC数据测量在各个领域排除了一个纯粹的超顺磁性（SPM）的情况。我们的结论是，MnO颗粒的磁性行为可以解释为叠加的SPM类的AF-Néel矢量的AF核心内的热波动和强磁耦合到亚铁磁性Mn $_2$ O $_3$或Mn $_3$ O $_4$壳。此外，我们已经研究了异二聚体（“Janus”）颗粒，其中FM FePt颗粒连接到AF MnO颗粒。通过交换偏置效应，FePt亚单元的磁矩被MnO稳定。
2017-02-14 cond-mat.mes-hall
Geometric closure of classical nucleation theory for magnetic-field-controlled nanoparticle size across magnetic classes
Khalifa University of Science and Technology（哈利法科学技术大学）；Institute of Physics, Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）
本文将经典成核理论重构为几何闭合热力学框架，统一描述跨三类磁体系的纳米颗粒成核，定量复现相关实验结果，为磁场控制纳米颗粒尺寸提供高效计算方法。
2026-08-07 cond-mat.mes-hall
Spin Canting in Exchange Coupled Bi-Magnetic Nanoparticles: Interfacial Effects and Hard / Soft Layer Ordering
我们研究了由硬磁层和软磁层组成的磁性纳米颗粒中自旋取向的空间分布。纳米颗粒以核/壳球形形态合成，其中磁性硬的高各向异性层是CoFe $_2$ O $_4$（CFO），而较低各向异性材料是Fe $_3$ O $_4$（FO）。所述纳米颗粒具有$\sim$ 9.2 - 9.6 nm的平均直径，并且被合成为两种变体：具有CFO核/ FO壳（CFO@FO）的常规硬/软核/壳结构和倒置结构FO核/ CFO壳（FO@CFO）。高分辨率电子显微镜证实了在这两种变体的核/壳边界的连贯的尖晶石结构，而磁力测定表明纳米粒子在300 K下是超顺磁性的，并在降低的温度下发展出相当大的各向异性。低温\textit{M vs. H}环表明了一个多步逆转过程。温度相关的小角中子散射（SANS）与充分的极化分析揭示了一个强大的垂直平面对齐的自旋近零场，指示自旋倾斜，但垂直对齐迅速消失后，应用程序的弱场和小自旋排序平行的字段，直到矫顽场达到。在样品的矫顽场之上，自旋主要沿着场方向取向。在零场和接近饱和时，平行磁性SANS峰与结构峰重合，表明磁化在整个纳米颗粒体积中是均匀的，而在矫顽场附近，平行散射峰向更高的动量传递（Q）移动，表明相干散射体积较小，并且可能起源于纳米颗粒的较软的Fe $_3$ O $_4$部分。
2021-05-24 cond-mat.mes-hall
Atomistic simulation of finite temperature magnetism of nanoparticles: application to cobalt clusters on Au(111)
我们开发了一种技术，通过将自旋-团簇展开与相对论性无序局部矩方案相结合，为任意几何形状的小型嵌入团簇确定合适的自旋模型。我们给出了Au（111）表面上未覆盖和覆盖的六方Co团簇的结果，并利用经典的蒙特卡罗模拟研究了体系的温度依赖性质.为了测试新的方法，我们比较了未覆盖的团簇与沉积在Au（111）上的Co单层的自旋模型参数。在一般情况下，各向同性和DM相互作用是更大的原子之间的周边比在中心的集群。对于被Au覆盖的Co团簇，由于对称性降低，外围原子对磁各向异性的贡献和易轴方向与内部原子不同。我们研究了具有垂直磁各向异性的覆盖团簇的自旋反转，并通过测量易磁化方向的磁化强度变化，提出了一种确定超顺磁性粒子阻塞温度的方法。通过蒙特卡罗模拟，我们确定了Néel弛豫时间，并发现它满足Néel-Arrhenius定律，其能垒接近于团簇的磁各向异性能.
2016-11-29 cond-mat.mes-hall
Non-Langevin behaviour of the uncompensated magnetisation in nanoparticles of artificial ferritin
在2.5K-250 K温度范围内和磁场高达7 T的条件下，用~（57）Fe穆斯堡尔吸收谱和磁化强度测量研究了反铁磁性铁蛋白纳米颗粒的磁性。研究了含有平均Fe原子数为400至2500的纳米颗粒的样品。测定每单位体积的各向异性能的值，发现其范围为3-6 × 10**5尔格/cm 3，这是氧化铁的典型值。通过比较两种实验方法在大磁场下的结果，我们发现，与目前所假设的相反，在超顺磁区，铁蛋白核的未补偿磁化强度不遵循朗之万定律。对于自旋翻转场以下的磁场，我们提出了一个近似的法律的磁场和温度变化的未补偿的磁化，迄今为止从未被应用于反铁磁系统。这种方法应该更普遍地适用于具有弱未补偿矩的随机取向的反铁磁纳米颗粒系统。
2000-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of nano-size on magnetostriction of BiFeO3 and exceptional magnetoelectric coupling properties of BiFeO3_P(VDF-TrFE) polymer composite films for magnetic field sensor application
BiFeO_3块材中是否存在磁致伸缩效应仍是一个有待研究的问题，而纳米BiFeO_3的磁致伸缩效应也是一个有待研究的问题。目前的工作证明了超顺磁性BiFeO 3纳米颗粒在室温下存在磁致伸缩应变，以及与P（VDFTrFE）复合形式的磁电耦合性能。尽管间接法证明了大块BiFeO 3的磁致伸缩效应的报道很少，但在这项工作中采用直接法（应变计）来检查超顺磁性BiFeO 3的磁致伸缩。此外，通过锁相技术优化的BiFeO3_P（VDF-TrFE）纳米复合薄膜观察到了高的磁电耦合系数。这些纳米复合薄膜也表现出室温多铁性。这些结果为自旋电子学和磁电子学应用中的实际应用提供了具有巨大潜力的材料。报道了一种超顺磁性BiFeO 3_P（VDF-TrFE）纳米复合薄膜磁电传感器，用于检测交流磁场。
2022-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A low-field temperature-dependent EPR signal in terraced MgO:Mn2+ nanoparticles: an enhanced Zeeman splitting in the wide-bandgap oxide
利用Mn ~（2+）离子掺杂作为电子顺磁共振（EPR）探针，研究了阶梯状（001）MgO纳米颗粒表面台阶边等低配位结构缺陷对电子性质的影响。除了众所周知的超精细六重态的Mn 2+离子在立方晶体领域的MgO，一个额外的EPR功能与一个显着的非单调的温度依赖性漂移的g-因子中观察到的温度范围从4K到室温的阶梯纳米粒子。通过将立方和阶梯纳米颗粒中Mn 2+六重峰强度随温度变化的差异与可能的s-d交换位移和增强的塞曼分裂联系起来，我们得出结论，新的EPR特征源于阶梯纳米颗粒表面丰富的结构缺陷处的松散捕获的电荷补偿载流子，这是由于它们与相邻Mn 2+离子的交换相互作用。
2016-05-23 cond-mat.mes-hall
Synthesis and Magnetic Properties of Ferroelectric GdCrO3 nanoparticles
采用改进的水热法合成了单相GdCrO3纳米粒子。样品在128 K处显示出补偿温度，低于该温度，由于两个亚晶格磁化之间的竞争，在低温下DC磁化变为负和正。在Néel温度（168K）下，电子顺磁共振谱显示谱线的宽度和强度发生突变。
2014-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Controlling the Size of Nanoparticles Using a Magnetic Field: A Sphere Packing Approach
Khalifa University of Science and Technology（哈利法科技大学）；Institute of Physics, Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）
本文提出一种结合第一性原理热力学与球体堆积的分析框架，通过外部磁场控制纳米颗粒尺寸，在银纳米颗粒上验证了磁场降低成核势垒并驱动颗粒变小的机制。
2025-11-10 cond-mat.mes-hall
One-Dimensional Alignment of Nanoparticles Via Magnetic Sorting
在室温附近，薄膜的MnAs自发地排列成两个相，一个是铁磁性的，另一个是顺磁性的。这两个阶段采取有趣的形式纳米“线。“在这个实验中，我们使用扫描探针显微镜研究了在MnAs薄膜上自发形成的有序线性阵列的磁铁矿纳米颗粒。
2010-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetism and Verwey transition in magnetite nanoparticles in thin polymer film
利用X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、电子顺磁共振（EPR）和静态磁测量等技术研究了聚乙烯醇（PVA）薄膜中磁性纳米颗粒的磁性和结构特性。纳米颗粒具有明确的结晶度，并且在室温下是超顺磁性的。它们的粒径分布具有明显的对数正态分布规律（平均粒径在5-7 nm附近）和在70-80 nm附近的轻微最大值。EPR谱和静态磁化强度数据表明，在130 K（对应于Verwey转变）和200 K之间存在明显的异常。得到的实验数据可以理解的基础上的半金属电子结构，磁各向异性的复杂的温度行为，以及“弱磁电子”的磁铁矿子晶格的影响。
2013-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Unusual Low-Temperature Phase in VO$_2$ Nanoparticles
我们提出了一个系统的调查的晶体和电子结构和磁性的金属-绝缘体转变的球磨VO $_2$纳米粒子和VO $_2$微粒的上方和下方。在这项研究中，我们进行了同步辐射X射线衍射数据，O $K$ X射线吸收光谱，V $L_3$共振非弹性X射线散射和磁化率测量的Rietveld分析。这项研究揭示了一个不寻常的低温阶段，涉及形成一个细长的和较少倾斜的V-V对，一个狭窄的能隙，和诱导的顺磁贡献的纳米粒子。我们发现，在晶体结构的变化是一致的费米能级周围的电子状态的变化，这使我们建议，Peierls机制有助于能量分裂的$a_{1g}$状态。此外，我们发现，高温金红石结构的纳米粒子是几乎相同的微粒。
2010-06-10 cond-mat.mes-hall
Non-equilibrium effects in the magnetic behavior of Co_3O_4 nanoparticles
本文详细研究了反铁磁Co_3O_4纳米粒子的非平衡磁行为。磁化强度的温度和磁场依赖性，磁弛豫（老化）的等待时间依赖性，记忆效应和比热的温度依赖性进行了研究，以了解这些粒子的磁行为。我们发现，该系统显示出纳米颗粒磁性的一些特征，如场冷（FC）和零场冷（ZFC）磁化率的分叉和磁化强度的缓慢弛豫。然而，奇怪的是，ZFC磁化峰值的温度与分叉温度一致，并且在施加高达1 kOe的磁场时不偏移，这与大多数其他纳米颗粒系统不同。在FC和ZFC协议中，这些粒子的老化效应可以忽略不计，并且仅在FC协议中存在记忆效应。我们估计Néel温度通过使用Fisher的关系，以及直接通过测量的比热，从而测试的Fisher的关系的有效性的纳米粒子。我们发现，Co3O4纳米粒子构成了一个独特的反铁磁系统，开发一个磁矩在顺磁状态，因为反铁磁相关，并进入一个阻塞状态以上的Néel温度。
2011-02-11 cond-mat.mes-hall
Enhanced nanocomposite susceptibility by field-alignment of superparamagnetic particles
DTU Physics, Technical University of Denmark（丹麦技术大学物理系）；Department of Physics, Norwegian University of Science and Technology（挪威科技大学物理系）；Institute for Energy Security and Environmental Safety, HUN-REN Centre for Energy Research（匈牙利科学院能源研究中心能源安全与环境安全研究所）；MAXIV Laboratory, Lund University（隆德大学MAXIV实验室）；RISE Research Institute of Sweden, Sensor Systems（瑞典RISE研究院传感器系统）；DTU Electro, Technical University of Denmark（丹麦技术大学电气工程系）；DTU Nanolab, Technical University of Denmark（丹麦技术大学纳米实验室）；Department of Physics, University of Modena and Reggio Emilia（摩德纳和雷焦艾米利亚大学物理系）
研究通过磁场对齐超顺磁颗粒提高纳米复合材料的磁性，发现颗粒对齐可使磁性从21提升至50，且磁性与颗粒含量呈超线性关系，为高频电感器材料提供了新方案。
2026-03-31 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Structural and Magnetic Properties of CoO-Pt core-shell nanoparticles
采用微乳液法合成了CoO-Pt核壳纳米粒子（NPs），粒径约为4 nm，并通过高分辨透射电子显微镜（HRTEM）和X射线衍射（XRD）、吸收光谱（XAS）、吸收近边结构（XANES）和扩展吸收精细结构（EXAFS）进行了表征。这证实了CoO核和纯Pt表面层的存在。使用商用磁力计，在温度（2 K $\leq$ T $\leq$ 300 K）、磁场（$\leq$ 50 kOe）和频率（$\leq$ 1 kHz）范围内研究交流和直流磁性能。数据表明存在两种不同的磁制度，其起始由磁信号中的两个最大值确定，其中一个窄的最大值中心在6 K，一个大的中心在37 K。在这两个制度的磁响应表现出不同的频率依赖性，其中在高温下的最大值遵循Vogel-Fulcher定律，表示相互作用的纳米颗粒的时刻的超顺磁性（SPM）的阻塞和在低温下的最大值具有幂律响应特性的集体冻结的纳米颗粒的时刻在超自旋玻璃（SSG）状态。这种阻塞和冻结行为的共存与具有反铁磁有序核的纳米颗粒一致，具有未补偿的磁矩，以及CoO核和Pt壳之间的磁无序夹层。
2014-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Evidence of Ferrimagnetism in Ferromagnetic La0_{67}Ca0_{33}MnO_3 nanoparticle
本报告致力于表明，铁磁La 0.67Ca 0.33MnO 3（LCMN）颗粒可以更好地描述在亚铁磁模型的框架。为了确认铁磁LCMN颗粒中的亚铁磁特征，将样品顺磁状态下磁化率倒数的温度依赖性作为数据分析的工具。所观察到的亚铁磁性被理解为LCMN颗粒中的核-壳自旋结构的影响。
2010-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Approaching the Physical Limits of Specific Absorption Rate in Hyperthermia Applications
本研究提出基于微磁模拟和机械流体建模的SAF-MDP设计，通过优化各向异性消除自旋翻转，逼近热疗比吸收率的理论极限，为癌症热疗开辟新途径。
2024-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mössbauer and Magnetic Studies of Surfactant Mediated Ca-Mg Doped Ferrihydrite Nanoparticles
采用表面活性剂共沉淀法合成了超细（2-5 nm）的无定形钙镁共掺杂水铁矿。通过Ca-Mg共掺杂的无定形水铁矿的演变与我们早期对单独的Ca和Mg掺杂研究的调查完全不同。通过X射线衍射（XRD）和穆斯堡尔谱（Mössbauer spectroscopy）在室温和低温（40 K和20 K）下证实了本研究中的水铁矿为非晶相。在空气气氛中，分别在400、600和800 $^0$ C下退火，得到了晶粒尺寸分别为8、38和70 nm的纳米赤铁矿颗粒。超顺磁性已被发现在8 nm大小的赤铁矿纳米粒子，这已被证实从磁滞回线与零剩磁和矫顽场，也从超顺磁性的穆斯堡尔谱的室温双峰。通过室温磁滞回线测量和穆斯堡尔谱学研究了38和70 nm尺寸的颗粒的磁性。这些赤铁矿纳米颗粒中的矫顽场随着颗粒尺寸的增加而增加。在800 $^0$ C退火样品中检测到少量的尖晶石MgFe $_{2}$ O $_{4}$相。
2015-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Evidence of quantum Griffiths phase in Ni_{1-x}V_x nanoalloys
已知金属Ni $_{1-x}$ V $_x$合金在本体中的临界浓度$x_c \sim$ 0.114下表现出铁磁到顺磁的无序量子相变（QPT）。这样的QPT伴随着量子格里菲思相（QGP），其中遵循非普适幂律温度依赖性的物理观测值，在过渡的顺磁侧的有限温度范围内。在目前的工作中，我们探讨了QGP发生在该合金系统的纳米颗粒。采用化学回流法制备了$x$在$x_c$附近的纳米合金，其平均粒径为18-33 nm。在一些显微镜和光谱研究以确定尺寸、组成和相之后，还进行了直流磁化测量以寻找纳米合金中QGP的任何特征。在纳米颗粒的阻挡铁磁状态内，在$x$依赖的转变温度$\rm{T_P} (\it{x})$以下观察到磁化强度的顺磁性增加，并且通过电阻率的温度依赖性中在$\rm{T_P} (\it{x})$处的峰值来证实。在这个紧急阶段的磁化率遵循非居里幂律温度依赖性低于10 K的$0.09 \leq x \leq 0.14$，表明在这些温度和组成范围内的纳米粒子中存在的QGP。
2016-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interparticle interactions mediated superspinglass to superferromagnetic transition in Ni-bacterial cellulose aerogel nanocomposites
磁性纳米复合材料中的粒子间相互作用在控制超顺磁-超玻璃-超铁磁的相变中起着主导作用。这些相互作用可以通过控制纳米颗粒的尺寸和数量密度来调节。气凝胶复合材料，0.3 Ni-BC和0.7 Ni-BC，由分布在细菌纤维素中的Ni纳米颗粒组成，已被用作模型系统，以研究随着复合材料中Ni含量的增加，颗粒间相互作用的效果。与常规方法相反，Ni纳米颗粒的尺寸不受控制，并且允许在细菌纤维素模板中自然形成。使用X-射线衍射和电子显微镜的结构表征表明，只有镍和纤维素的存在下，没有其他阶段。Ni在纤维素基质中的不受控制的生长导致形成具有3种不同尺寸分布的纳米颗粒-主要沿原纤维的长度分布的10 nm颗粒、存在于原纤维之间的中间空间中的50 nm颗粒和存在于由网状结构形成的空隙中的100 nm颗粒。在室温下，复合材料表现出弱铁磁行为，磁化率为40 Oe，在10 K时增加到160 Oe。从室温下的弱铁磁态到低温下的超铁磁态的转变是通过中温下的超玻璃态介导的。结合两种复合气凝胶的结构和磁性结果，建立了一个温度依赖的微结构模型。
2015-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
