On-demand assembly of optically-levitated nanoparticle arrays in vacuum
实现大尺度完全可控量子系统是当前物理学研究中的一个具有挑战性的课题，具有广泛的应用前景。真空光镊中的超冷原子和分子阵列已被用于量子模拟、量子精密测量和量子计算。近年来，真空中单个光悬浮纳米粒子质心运动的量子基态冷却被证实，为研究宏观量子力学和精密测量提供了前所未有的机会。在这项工作中，我们创建了一个可重构的光悬浮纳米粒子阵列在真空中。我们的光悬浮纳米颗粒阵列允许完全控制单个纳米颗粒，以形成任意图案并检测它们的运动。作为一个具体的例子，我们选择了两个纳米粒子没有旋转信号的阵列合成纳米哑铃原位合并到一个陷阱。原位合成的纳米哑铃可以旋转超过1 GHz。我们的工作为研究宏观多体物理提供了一个新的平台。
2022-07-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Observation of field emission from GeSn nanoparticles epitaxially grown on silicon nanopillar arrays
我们应用分子束外延生长锗锡纳米粒子上的Si纳米柱图案化到p型硅晶片。我们使用X-射线光电子能谱学来确认由于部分Sn偏析以及表面Ge氧化物的存在而导致的纳米颗粒表面的金属行为。我们报道了稳定的场发射电流从GeSn纳米粒子的观察。我们证明，可以通过防止GeSn纳米颗粒氧化或通过电应力破坏氧化层来增强场发射。最后，我们表明，GeSn/p-Si结具有整流行为。
2016-08-08 cond-mat.mes-hall
Designable electron transport features in one-dimensional arrays of metallic nanoparticles: Monte Carlo study of the relation between shape and transport
我们研究了金属纳米颗粒线性阵列中的电流和散粒噪声，并明确考虑了它们的离散电子光谱。声子辅助隧穿和耗散效应的单个纳米粒子被纳入以及。电容矩阵，它确定了经典的库仑相互作用的电容模型内的数值计算从一个现实的几何形状。一个自适应的Monte Carlo算法，使我们能够模拟半经典框架内的单电子输运性质的系统的大小。我们提出了几种与几何形状和单电子能级间距有关的效应，例如负微分电导（NDC）效应。因此，这些效应可以通过选择纳米颗粒的尺寸和排列来设计。
2005-06-13 cond-mat.mes-hall
Tunable plasmon polaritons in arrays of interacting metallic nanoparticles
我们考虑一个简单的立方体阵列的金属纳米粒子支持扩展的集体等离子体激元，产生于近场偶极相互作用之间的局部表面等离子体激元在每个纳米粒子。我们开发了一个充分的分析量子理论的强耦合制度之间的这些集体等离子体激元和光子导致等离子体激元的纳米粒子阵列。值得注意的是，我们表明，极化激元带隙和超材料的介电函数可以显着调制光的偏振。我们揭示了等离子体超材料中的这种各向异性行为是如何通过纳米颗粒之间的偶极相互作用来介导的，尽管底层晶格是对称的。因此，我们的研究结果铺平了道路，实现可调谐量子等离子体超材料呈现相互作用驱动的双折射。
2015-01-09 cond-mat.mes-hall physics.optics
Structural and magnetic characterization of self-assembled iron oxide nanoparticle arrays
我们报告了自组装磁性纳米颗粒阵列的结构和磁学特性。采用热分解法合成了粒径为20 nm的单分散氧化铁纳米粒子。将纳米颗粒悬浮液旋涂在Si衬底上以实现颗粒的自组织阵列，随后在各种条件下退火。通过X射线衍射、亮场和暗场高分辨透射电子显微镜（HRTEM）对样品进行了表征。的结构分析相比，超导干涉装置（SQUID）磁强计的磁行为的调查。我们可以识别多相FeO/g-Fe_2 O_3或多相FeO/Fe_3O_4纳米颗粒。FeO/g-Fe_2 O_3系统显示出明显的交换偏置效应，这解释了该系统获得的特殊磁化数据。
2010-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Robustness of the magnetoresistance of nanoparticle arrays
最近的研究发现，纳米颗粒阵列中的自旋积累和库仑阻塞之间的相互作用导致峰值I-V和隧穿磁电阻（TMR）曲线以及巨大的TMR值。我们分析了这些效应是如何受到电极的极化不对称性，阵列的维数，温度，电阻或电荷无序和长程相互作用的影响。我们发现，TMR的幅度和电压依赖性不改变与阵列的维数或结电阻无序的存在。电极中的不同极化修改I-V和TMR曲线中的峰形，但不修改它们的数量级。增加相互作用的温度或长度在一定程度上减小了峰的大小，这是由于长程相互作用在较长阵列中较小而导致的减小。应避免电荷无序以观察大的TMR值。
2010-12-17 cond-mat.mes-hall
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
Analytical study of the plasmonic modes of metal nanoparticle circular array
我们分析了金属纳米颗粒圆形阵列的等离子体模式。给出了本征模问题的封闭形式解。对于每一个极化，等离子体模式与最高的质量被发现是一个反相模式。我们发现，在辐射损失的显着抑制可以理解为在辐射线宽的偶极辐射项的取消。剩余的有限辐射线宽随着粒子数的增加而指数减小。
2007-12-28 cond-mat.mes-hall physics.optics
Huge enhancement of the magnetoresistance in nanoparticle arrays
我们发现，充电效应和非平衡自旋积累之间的相互作用有一个显着的效果，通过一个阵列的纳米结构连接到铁磁电极的电流。作为偏置电压的函数的电流中的大的振荡显示为电极的磁化的平行取向。这些振荡起源于通过阵列的自旋势的不均匀性，并且与自旋累积中的振荡相关。在反平行取向下，自旋势是均匀的，不出现振荡，这种灵敏度使得隧穿磁电阻比单岛情况下大大增强，为提高纳米器件的自旋响应开辟了新的途径。
2010-10-06 cond-mat.mes-hall
Conduction of DNA molecules attached to a disconnected array of metallic Ga nanoparticles
我们研究了$λ$ DNA分子在宽温度范围内的导电性。狭缝在DNA沉积之前是绝缘的，但含有金属Ga纳米颗粒，这是聚焦离子束蚀刻的结果。当这些纳米粒子是超导的，我们发现它们可以通过DNA分子诱导超导性，即使主电极是非超导的。这些结果表明，微小的金属颗粒可以很容易地将载流子转移到附着的DNA分子上，并提供了一个可能的和解，这是以前关于DNA分子可以导电的长度的明显矛盾的实验结果。
2010-11-01 cond-mat.mes-hall
Coupling and Guided Propagation along Parallel Chains of Plasmonic Nanoparticles
在这里，扩展我们以前的工作在这个问题上，我们推导出一个动态的封闭形式的色散关系，严格分析导波传播沿耦合平行线性阵列的等离子体纳米粒子，操作为光学“双线”波导。与纳米颗粒的线性阵列相比，我们的研究结果表明，这些波导可以支持更长的传播长度和更多的限制光束，在较低的频率下类似于传输线段。我们的公式充分考虑了构成平行阵列的无限数量的纳米颗粒之间的整个动态相互作用，还考虑了实际存在的损耗和所涉及的等离子体材料的频率色散，为表征这种几何形状的引导特性提供了进一步的物理见解。
2010-08-30 cond-mat.mes-hall
Non-Hermitian physics of levitated nanoparticle array
该研究受双悬浮纳米颗粒可实现可调非互易偶极相互作用的启发，提出悬浮纳米颗粒阵列作为非厄米物理研究平台，通过非布洛赫能带理论揭示其丰富动力学相与连续谱能带自交叉等特性。
2023-10-04 cond-mat.mes-hall physics.optics
Sequential tunneling and inelastic cotunneling in nanoparticle arrays
我们研究弱耦合金属纳米颗粒阵列中的传输，重点是隧穿与强单电子充电效应竞争的机制。这种竞争引起了两种类型的电荷传输之间的相互作用。在连续隧穿中，输运主要是由电子沿着电流路径从一个粒子跳到最近的一个粒子;在非弹性共隧穿中，输运主要是由多个电子的协同跳到最近的一个粒子，但同时在几个粒子之间移动电荷。为了测试与温度相关的共隧道距离如何影响电流-电压（$I-V$）特性，我们对高度有序、紧密堆积的纳米颗粒阵列进行了一系列系统实验。该阵列由具有紧密尺寸分散的$\sim 5.5$ nm直径的金纳米晶体组成，通过十二烷基乙撑配体的叉指状壳将$\sim 1.7$ nm间隔开。我们目前的$I-V$数据为单，双，三，四层阵列。对于2-4层厚的堆叠，我们将平面内测量与垂直于阵列平面的垂直传输的数据进行比较。我们的研究结果支持一个图片，即运输内的库仑阻塞制度发生非弹性cotunneling，而顺序隧穿接管在大偏置以上的全球库仑阻塞阈值$V_t(T)$，并在高温下。
2008-05-29 cond-mat.mes-hall
Near-field heat transfer between gold nanoparticle arrays
采用偶极耦合法计算了金纳米粒子层间的辐射换热。金纳米粒子被建模为有效的电和磁偶极子通过电磁波动相互作用。高阶多极子的影响被实现在电极化率的表达式计算在短距离的相互作用。我们的研究结果表明，近场辐射减少的纳米粒子的半径增加。此外，磁偶极子对热交换的贡献对于较大的颗粒变得更加重要。当一个层相对于另一个层平行显示时，由于各个纳米结构的影响，近场热传递呈现出类似于湍流的特征。还讨论了关于纳米颗粒尺寸的影响的进一步细节。
2013-08-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Time-dependent transport of a localized surface plasmon through a linear array of metal nanoparticles: Precursor and normal mode contributions
我们从理论上研究了局域表面等离子体激元激发通过线性阵列的相同和等距间隔的金属纳米粒子的时间依赖性运输。发现两种不同的信号在阵列中传播：一种以系统表面等离子体激元的群速度传播，呈指数衰减;另一种以光速传播，呈幂律衰减，横向和纵向偏振分别为$x^{-1}$和$x^{-2}$。后者类似于Sommerd-Brillouin的先驱，在以前的研究中尚未确定。该信号的贡献在大距离处主导等离子体激元传输。此外，即使该信号在传播方向上扩展并且具有大于波长的横向尺寸，靠近链轴的场分布也不随距离而改变，这表明该部分信号被限制在阵列中。
2018-02-08 cond-mat.mes-hall
Topological states in disordered arrays of dielectric nanoparticles
我们研究了共振介质纳米颗粒拓扑锯齿阵列中光的局域边缘态的无序和拓扑之间的相互作用。我们通过缠绕数来表征拓扑性质，缠绕数取决于阵列中纳米颗粒之间的锯齿角和间距。对于等间距阵列，该系统可能有两个值的缠绕数$ν=0$或$1$，它表明本地化的边缘，即使在存在的障碍，与实验观察有限长度的纳米盘结构。对于交错间距阵列，系统具有丰富的拓扑相位，其特征在于缠绕数$ν=0$、$1$或$2$，这些缠绕数取决于平均锯齿角和无序强度。与等间距锯齿形阵列形成鲜明对比的是，交错间距阵列揭示了由角度无序引起的两种类型的拓扑相变，（i）$ν= 0 \leftrightarrow ν= 1$和（ii）$ν= 1 \leftrightarrow ν= 2$。更重要的是，交错间距阵列的频谱可能仍然间隙，即使在一个强的无序的情况下。
2020-07-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Quantum plasmonics with a metal nanoparticle array
我们研究了金属纳米颗粒阵列作为纳米光子量子通信的通道和量子等离子体干涉的产生。我们考虑了量子态的转移，包括单量子比特作为等离子体波包，并通过比较量子理论与经典电磁理论的预测，强调了量子力学描述的必要性。包括在金属中的损失的影响，从而把我们的调查到一个实际的设置，并使现实的纳米粒子阵列的性能作为等离子体量子信道的量化。我们探讨了单等离子体激元的干扰，发现与等离子体激元激发的量子特性相关的非线性吸收效应。这项工作突出了使用纳米光子周期性系统用于量子等离子体应用的优点和缺点，例如量子通信和量子干涉的产生。
2012-06-22 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Geometry dependence of surface lattice resonances in plasmonic nanoparticle arrays
支持集体表面晶格共振（SLR）的等离子体纳米阵列已经成为等离子体学中令人兴奋的前沿。与单个粒子中的局域表面等离子体共振（LSPR）相比，这些集体模式具有吸引人的优点，如依赖于角度的色散和更窄的线宽。在这里，我们系统地研究了晶格的几何形状如何影响由金属纳米颗粒支撑的SLR。我们提出了一个一般的理论框架，从一个给定的几何形状的各种SLR模式可以直接获得由入射场的偏振给出的纳米粒子偶极子的衍射阶（DO）矢量和取向的简单比较。我们的实验测量表明，虽然正方形，六边形，矩形，蜂窝状和Lieb晶格阵列在$Γ$ -点（$k=0$）附近具有相似的光谱，但它们具有显著不同的SLR色散。此外，它们的色散高度依赖于偏振。进行数值模拟来阐明不同模式的场分布。我们的研究结果扩展了等离子体纳米颗粒阵列中SLR的多样性，理论框架提供了一个简单的模型来解释SLR的功能，反之亦然，设计的几何图案。
2016-11-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Anchoring ceria nanoparticles on reduced graphene oxide and their electronic transport properties
这篇论文被撤回了。
2011-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exploiting and engineering the optical field-enhancement in metal nanoparticle based circuits
我们研究了光场增强效应对金属纳米颗粒阵列光电性能的影响。应用聚焦离子束光刻与电子束沉积技术相结合，我们可以以产生电磁场增强的方式图案化电接触。通过粒子的等离子体共振实现进一步的场增强。这两种效果直接观察到的阵列的光电导。
2010-04-29 cond-mat.mes-hall
Giant Positive Magnetoresistance in Co@CoO Nanoparticle Arrays
我们报道了自组装Co@CoO纳米颗粒阵列在低于100 K温度下的磁输运性质。电阻显示热激活行为，其可以通过R exp{（T/T0）^v}的一般表达式来拟合。Efros-Shklovskii可变范围跳跃（v=1/2）和简单激活（硬间隙，v=1）分别占主导地位的高温和低温区域，与强烈的温度依赖性过渡制度之间。在10 K下观察到大于1，400%的巨正磁电阻，随温度升高而减小。正的MR和它的大部分功能可以解释由塞曼分裂的本地化状态，抑制自旋相关的跳跃路径在现场库仑排斥的存在下。
2011-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Green Tensor Analysis of Lattice Resonances in Periodic Arrays of Nanoparticles
当以周期性几何形状排列时，金属纳米结构的阵列能够支持被称为晶格共振的集体模式。这些模式源自阵列元件之间的相干多重散射，产生非常强且光谱窄的光学响应。在这里，我们表明，由于它们的集体性质，金属纳米颗粒的周期性阵列的晶格共振可以介导放置在阵列附近的偶极发射器之间的有效的远程耦合。具体来说，我们使用耦合偶极子的方法，计算连接两个点的阵列的格林张量，并分析其频谱和空间特性。该量表示当由位于另一个位置的单元偶极子发射器激励时，由阵列在给定位置处产生的电磁场。我们发现，当晶格共振被激发时，格林张量是显着更大，衰减速度更慢的距离比真空的格林张量。因此，除了推进晶格共振的基本理解，我们的研究结果表明，纳米结构的周期性阵列能够增强偶极发射体集合之间的长程耦合，这使得它们成为一个有前途的应用平台，如纳米级能量转移和量子信息处理。
2021-10-27 cond-mat.mes-hall physics.optics
Electron-magnon coupling and nonlinear tunneling transport in magnetic nanoparticles
我们提出了一个理论的单电子隧穿输运通过铁磁纳米粒子中的粒子空穴激发耦合到自旋集体模式。用于描述准粒子和集体激发之间相互作用的模型捕捉到了最近微观研究的显著特征。我们的非线性量子输运的弱耦合到外部电极的制度的分析是基于纳米粒子多体状态的非平衡占据概率的速率方程形式主义。对于强电子-玻色子耦合，我们发现，作为偏置电压的函数的隧穿电导的特征在于由一个大的和密集的共振集。它们在大磁场范围内的磁场依赖性是线性的，具有相同符号的斜率。这两个特点是在最近的隧道实验。
2007-01-23 cond-mat.mes-hall
Coupled electric dipole model for a Su-Schrieffer-Heeger chain of optically resonant coreshell nanoparticles
International Iberian Nanotechnology Laboratory (INL)（伊比利亚纳米技术国际实验室）
本文提出利用耦合电偶极子模型研究Si@Ag核心壳纳米颗粒的SSH链，揭示其在共振频率处支持多个拓扑边缘态。
2025-10-15 cond-mat.mes-hall physics.optics
Power-law/exponential transport of electromagnetic field in one-dimensional metallic nanoparticle arrays
基于耦合偶极分析和时域有限差分模拟，我们研究了一维金属纳米颗粒链中的表面等离子体激元传输。我们的系统研究表明，局域等离子体激元激发和晶格集体行为之间的相互作用，导致两个阶段（I和II）的不同的电磁（EM）场输运性质。在第一阶段，电磁场衰减遵循幂律。在第二阶段，电磁场在短距离范围内呈指数衰减，在长距离范围内呈幂律衰减。此外，在长的传播距离，普遍的幂律指数已被发现。这两种不同的电磁场传播行为可以通过调节激励场的参数和/或NP链的参数来相互转换。我们所发现的电磁场输运机制在设计具有强场约束和有效场/能量传输的等离子体波导中非常有用，这在集成纳米光子电路中具有重要的应用。
2018-02-11 cond-mat.mes-hall
Localized and extended collective optical phonon modes in regular and random arrays of contacting nanoparticles: escape from phonon confinement
本文利用耦合振子模型研究接触纳米粒子规则与随机阵列中光学声子的杂化，通过尺寸方差与耦合强度之比判断模式局域或传播特性，并建立拉曼峰位移展宽与耦合强度及无序度的关系，揭示阵列结构、组成单元结构和光学声子性质。
2023-11-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Low-temperature cotunneling electron transport in photo-switchable molecule-nanoparticle networks
研究光开关金纳米颗粒网络中温度依赖的电子输运，发现低温低电压下共隧穿主导，偶氮苯反式到顺式异构化使共隧穿事件数从约1.4略增至1.7，而库仑充电能基本不变。
2025-07-24 cond-mat.mes-hall
Long range electronic tranport in DNA molecules deposited across a disconnected array of metallic nanoparticles
我们详细报告了我们的实验上的传导$λ$ DNA分子在很宽的温度范围内沉积在几纳米厚的铂膜狭缝。这些绝缘狭缝制造使用聚焦离子束蚀刻和其特征在于广泛使用近场和电子显微镜。该表征揭示了作为离子蚀刻的结果，狭缝内部存在金属Ga纳米颗粒。在沉积了$λ$ DNA分子后，使用我们详细描述的协议，一些狭缝变得导电，并在低温下表现出超导波动。我们认为，所观察到的传导是由于沿DNA分子的运输，与镓纳米粒子存在于狭缝中的相互作用。在低温下，当Ga变成超导体时，因此可以观察到诱导超导性。这些结果表明，微小的金属颗粒可以很容易地将载流子转移到附着的DNA分子上，并提供了一个可能的和解，这是以前关于DNA分子可以导电的长度的明显矛盾的实验结果。
2012-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Two dimensional, electronic particle tracking in liquids with a graphene-based magnetic sensor array
在纳米尺度下的液体流动的调查是与物理学，化学和生物学高度相关的应用研究的关键领域。我们介绍了一种方法和一种设备，允许通过集成用于跟踪磁性纳米颗粒在液体中的运动的石墨烯基磁传感器的阵列在空间上解决液体流动的调查。一个新的设备概念的基础上，标准的集成过程和实验验证的材料参数，我们模拟的性能，一个单一的传感器像素，以及整个阵列，用于跟踪磁性纳米粒子。结果证明了（a）检测液体中单个纳米颗粒的能力，以及（b）在我们称为“磁性纳米颗粒测速”技术中，作为时间的函数，在传感器阵列中重建颗粒轨迹的能力。作为一种非光学检测方法，潜在的应用包括亚微米尺度的不透明介质中的颗粒跟踪和流动分析。
2016-03-03 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph physics.flu-dyn
Optical and transport properties of spheroidal metal nanoparticles with account for the surface effect
采用动力学方法建立了Drude-Sommerfeld模型，研究了自由电子路径远大于颗粒尺寸时球形金属纳米颗粒的光电输运性质.对于扁球形或长球形的纳米颗粒，已经发现介电函数和电导率依赖于许多因素，包括频率、颗粒半径、球形纵横比和电场相对于颗粒轴的取向。在一定频率范围内，磁导率的实部和虚部随颗粒尺寸的增大而振荡;在一定半径范围内，磁导率的实部和虚部随频率的增大而振荡。动力学方法得到的结果与已知的经典模型进行了比较。
2011-07-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Transport Properties of a Single Plasmon Interacting with a Hybrid Exciton of a Metal Nanoparticle-Semiconductor Quantum Dot System Coupled to Plasmonic Waveguide
采用实空间方法研究了一维表面等离子体波导耦合的半导体量子点和金属纳米粒子混合系统与单个等离子体相互作用过程中的输运性质.我们认为MNP与SQD相互作用导致了混合激子的形成，通过调节施加在MNP与SQD混合纳米体系上的经典控制场的频率、金属纳米颗粒的种类以及背景介质，可以控制单次入射等离子体激元的透射和反射.单等离子体激元与这种混合纳米系统相互作用的输运性质可以在下一代量子器件如单光子开关和纳米镜的设计以及量子信息处理中找到应用。
2015-12-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Describing transport in defected nanoparticle solids using a new, hierarchical, simulation tool, TRIDENS
近年来，纳米颗粒（NP）太阳能电池的效率增长令人印象深刻，超过16%。然而，NP太阳能电池和其他光电应用中的载流子迁移率仍然很低，因此严重限制了它们的性能。因此，需要更好地理解NP固体中的载流子输运，以进一步提高NP太阳能电池技术的整体效率。然而，模拟实验规模的样品在技术上具有挑战性，因为从原子到介观尺度的物理过程都对传输产生关键影响。为了应对这一挑战，我们在这里报告了TRIDENS的开发：缺陷纳米颗粒固体模拟器中的运输，它为我们以前开发的纳米颗粒太阳能电池HINTS代码增加了三个层次。在TRIDENS中，我们首先将平面缺陷（如孪晶面和晶界）引入到单个NP SL中，这些NP SL包括10^3个NP。然后，我们使用HINTS模拟了数万个缺陷的NP SL的输运，并构建了平面缺陷的NP SL迁移率的分布。第二，将有缺陷的NP SL组装成具有超过10^4个NP SL的电阻网络，因此代表约10^7个单独的NP。最后，TRIDENS的结果进行了分析，通过有限尺寸标度，以探讨是否渗透过渡，分离的阶段，低流动性缺陷的NP SL渗透，从高流动性的无缺陷的NP SL渗透驱动一个低流动性到高流动性的运输交叉，可以外推到宏观的长度尺度。对于理论描述，我们采用了Efros-Shklovskii双峰流度分布渗流模型。我们证明，ES双峰理论的双变量标度函数是一个有效的工具，定量表征这种低流动性到高流动性的运输交…
2021-03-09 cond-mat.mes-hall
Effect of dipolar interactions and DC magnetic field on the specific absorption rate of an array of magnetic nanoparticles
我们在磁热疗的背景下解决粒子间偶极相互作用的问题。更确切地说，这里处理的主要问题是与偶极相互作用增强或降低比吸收率的条件有关。为此，我们提出了一个理论的AC磁化率的计算，从而特定的吸收率，为一个单分散的二维组装的纳米粒子与取向各向异性，在直流磁场的存在下，除了AC磁场。我们还研究了偶极相互作用和直流场之间的竞争，无论是在横向和纵向配置。在这两种情况下，我们发现，特定的吸收率有一个最大值在一些关键的直流电场，这取决于粒子间的分离。在纵向装置中，这个临界场完全落在实验范围内。
2017-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Heat Transport Through Plasmonic Interactions in Closely Spaced Metallic Nanoparticles Chains
我们报告了一个数值研究的热传递通过一维阵列的金属纳米粒子紧密间隔在主机材料。我们的模拟结果表明，多极相互作用发挥了至关重要的作用，通过集体等离子体激元的热输运。分别计算了等离子体热导率和在弹道和扩散状态下的热导率。(a)使用Landauer-Buttiker形式主义，我们已经发现，当主机材料的介电常数取正值，多极相互作用大大提高了几个数量级的集体等离子体激元的弹道热导相比，一个经典的偶极链。相反，当主体材料介电常数取负值时，我们已经证明了非弹道多极模式的存在，这种模式会消除通过链的传热。(b)利用动力学理论，我们还研究了链在扩散近似下的热行为。我们已经表明，金属纳米颗粒链的等离子体热导率可以达到体金属热导率的1%。这一结果可以解释在许多胶体悬浮液（所谓的纳米流体）中观察到的异常高的热导率。
2008-01-24 cond-mat.mes-hall
Electrical transport and thermoelectric properties of silver nanoparticles
由油胺、三辛基膦和/聚乙烯吡咯烷酮合成的银纳米粒子（Scherrer粒径为15.1 ~ 33.4 nm）在5 ~ 300 K范围内的电阻率表明，随着微晶尺寸的减小，银纳米粒子的德拜温度降低，剩余电阻率增大，电子-声子耦合常数增大。值得注意的是，在15.1 nm的德拜温度降低约36%相比，散装Ag的Seebeck系数中发现的通常的声子拖曳峰在这些纳米颗粒中变成了下降或声子拖曳最小值，随着油胺和三辛基膦诱导的纳米颗粒中微晶尺寸的减小，该下降或声子拖曳最小值逐渐被抑制并向较低温度移动。相比之下，它出现在较高的温度在三辛基膦诱导的纳米粒子。在不同形状的油胺-聚乙烯吡咯烷酮诱导的纳米颗粒中，在125 K至215 K之间观察到一个宽的驼峰，电阻率在270 K附近的斜率变化和Seebeck系数在172 K附近的一个额外的类似倾角的特征。它们归因于电子和声子的空间限制、不同的势垒高度、金属纳米颗粒和表面活性剂之间的不同电荷转移机制、增强的无序（晶界、表面原子分数的增加、表面活性剂基质和其他缺陷），导致其整体电子和声子相互作用的修改。最后，还评估了它们的热电功率因数。
2019-08-20 cond-mat.mes-hall
Realization of superchiral surface lattice resonances in three-dimensional bipartite nanoparticle arrays
光学手征性是电磁波的一个基本性质，在控制手征光与物质相互作用中起着关键作用。在这里，我们演示了如何获得超手性表面晶格共振（SLR），这是由本地化的表面等离子体（LSP）和衍射瑞利异常（RA）之间的杂交，在纳米粒子阵列。我们首先利用角分辨反射光谱和时域有限差分法（FDTD）模拟研究了二维金单组分纳米棒阵列中LSP和RA之间的耦合常数。利用时间耦合模理论（CMT）分析了半导体激光器的复色散关系和近场特性，得到了耦合常数与纳米棒偶极取向的关系。TE和TM的耦合常数被发现强烈地依赖于偶极子的方向，位于垂直于RA的传播方向的平面内。通过使用两个正交取向的纳米棒，TE-和TM-SLR可以被独立地激发。然后，我们扩展CMT的方法，合理地设计超手性单反相机的基础上的3D二分纳米棒。OC取决于两个纳米棒之间的相对位移，近场强度，以及SLR共振的耦合常数和Q因子之间的相互作用。我们已经实现了27倍的平均OC强于圆偏振平面波在整个表面上，具有大面积手性表面波，是有用的手性为基础的应用。
2022-03-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Transport in a Single Self-Doped Nanocrystal
解决单个纳米粒子在红外线中的光学特性特别具有挑战性，因此需要开发用于表征该光谱范围内纳米粒子电导谱的替代方法。在这里，我们描述了一种有效的方法，在芯片电路上制造单个纳米颗粒隧道结。我们将这种方法应用于窄禁带的硒化汞纳米颗粒，其能带结构结合了体半金属的反转特性与量子限制和自掺杂。在调整栅极偏压时，测量揭示了光谱中存在两个能隙。较宽的带隙来自带间带隙，而较窄的带隙来自带内跃迁。后者接近零的栅极电压的观察证实了在单粒子水平的纳米粒子的掺杂特性，这是完全符合合奏光学和传输测量。最后，我们探讨了单个量子点内的光输运，并证明了一个大的光增益机制导致的光电门。
2017-10-14 cond-mat.mes-hall
Investigation of the structural, electronic, transport and magnetic properties of Co$_2$FeGa Heusler alloy nanoparticles
我们报道了Co $_2$ FeGa Heusler合金纳米颗粒的结构、输运、电子和磁性。空间群为Fm $\bar {3}$ m的X射线衍射（XRD）数据的Rietveld精化清楚地表明纳米颗粒是单相的。粒径（D）随着SiO $_2$浓度的增加而减小。从高分辨透射电子显微镜图像和选区电子衍射中提取的布拉格峰位置和面间距与从XRD获得的数据吻合得很好。在D = 8.5~ 12.5 nm范围内，随着D $^{-3/2}$的增加，薄膜的矫顽力从127 Oe增加到208 Oe，然后随着D的增加而减小，直到21.5 nm，随着D的增加，薄膜的矫顽力随D $^{-1}$的增加而减小，表明薄膜从单畴区向多畴区的转变.有效磁各向异性常数的行为类似于双折射率，这证实了这种转变。一个复杂的散射机制已被拟合来解释这些纳米粒子的电子输运性质。此外，我们还利用光电子能谱研究了Co/Fe的芯能级和价带谱，证实了Co/Fe的$d$态之间的杂化。通过共沉淀法进一步合成的纳米颗粒样品显示出更高的饱和磁化强度。拉曼活性模式的存在可以与高化学有序性相关联，这激发了使用同步辐射和中子源进行详细的温度依赖性结构研究。
2018-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Computational modelling of passive transport of functionalized nanoparticles
功能化纳米颗粒（NPs）是存在于从合成接枝纳米颗粒到病毒的各种系统中的复杂物体。装饰基团的形态和数量在系统之间可以广泛地变化。因此，功能化NP的建模通常将简化的球形对象视为一阶近似。在纳米级标签，复杂的流体动力学相互作用，预计将出现的颗粒的形态特征的变化，它们可以进一步放大时，纳米粒子被限制或附近的墙壁。这些变化的直接估计可以通过NP的扩散系数来推断。然而，系数的评估需要改进的NPs形态的表示，以再现由简化的球形模型隐藏的重要特征。在这里，我们的特点被动运输的自由和受限的功能化纳米粒子使用刚性多斑点（RMB）的方法。RMB的主要优点是其多功能性，以近似纳米级复杂结构的流动性，具有显着的准确性和降低的计算成本。特别是，我们调查的功能团分布，尺寸和形态纳米粒子的平移和旋转扩散的效果。我们确定，官能团的存在下显着影响的纳米粒子的旋转扩散，此外，形态的基团和数量诱导特征流动性降低相比，非官能化的纳米粒子。受限的NP也证明了其扩散率的重要变化，在旋转扩散的非对角贡献中具有独特的签名。这些结果可用于各种应用，包括生物医学，聚合物纳米复合材料制造，药物输送和成像
2022-11-29 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Radiative heat flux through a topological Su-Schrieffer-Heeger chain of plasmonic nanoparticles
我们研究了InSb纳米颗粒沿Su-Schrieffer-Heeger链的辐射热输运。我们表明，在拓扑非平凡阶段，边缘模式占主导地位的辐射热输运，尽管他们强烈的本地化在有限链的边缘，由于第一个和最后一个粒子的长程耦合。我们进一步讨论了纵向和横向的带和边缘模式的热传递相对于链长的标度律，并得出结论，这两种类型的模式服从相同的标度律。
2020-07-16 cond-mat.mes-hall
The influence of architecture on collective charge transport in nanoparticle assemblies revealed by the fractal time series and topology of phase space manifolds
二维纳米颗粒阵列中的电荷传输在库仑阻塞范围内表现出非线性的I-V特性，其中非线性的水平与阵列的结构密切相关。在这里，我们使用不同的数学方法来量化集体行为在样品内的电荷传输和它的关系的组装和电荷无序的存在下的结构特征。特别是，我们模拟单电子隧穿传导在几个组件与控制变化的结构组件（分支，扩展的线性段），影响电极之间的导电路径之间的局部通信。此外，通过对隧穿次数时间序列的分形分析和代数拓扑技术，我们揭示了电荷合作涨落所对应的相空间流形的时间相关性和结构。通过跟踪不同集合中的I-V曲线以及状态空间中流形的集体动力学和拓扑结构的指标，我们表明，增加的I-V非线性度与参与态的聚集涨落和拓扑复杂性的增强是完全一致的。这种结合局部分支和全局拓扑无序的架构能够创建纳米河流的大型流域，从而产生更强的合作效应。此外，通过确定的拓扑结构和集体输运功能的变化，我们探索的电极和局部电荷无序的大小的影响。这些结果与设计具有改善传导的纳米颗粒器件有关;它们还突出了拓扑描述对于更广泛地理解纳米尺度波动性质的重要性。
2015-12-21 cond-mat.mes-hall
Design parameters for a nano-optical Yagi-Uda antenna
我们调查的可能性，使用八木宇田天线组成的纳米粒子的有限线性阵列的光发射。确定表征纳米颗粒的等离子体共振的相关参数，并相应地制定阵列元件之间的相互作用。结果表明，即使在纳米颗粒中存在不可忽略的吸收损失的情况下，也可以观察到光发射的方向性。我们的结论是，一个有限的阵列的金纳米棒可能是足够的工作纳米光学八木宇田天线的实现。
2007-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
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
Broadening of plasmonic resonance due to electron collisions with nanoparticle boundary: quantum-mechanical consideration
我们提出了一种量子力学方法来计算金属纳米结构中由于电子与结构表面的碰撞而引起的等离子体共振的加宽。如果结构的特征尺寸远大于金属中的德布罗意电子波长，则该方法是适用的。该方法可用于研究单个纳米粒子和纳米粒子阵列的等离子体特性。
2013-06-17 cond-mat.mes-hall physics.optics
Self-assembly of a binary mixture of iron oxide nanoparticles in Langmuir film: X-ray scattering study
在本研究中，我们利用朗缪尔技术生产的自组装阵列组成的单分散氧化铁纳米粒子的直径为10 nm和20 nm的和他们的二元混合物。结合原位X射线反射测量和掠入射小角度X射线散射，直接在水面上获得阵列的面内和面外结构。表面压力等温线和X射线反射率分析表明，单分散的10 nm纳米粒子形成高度有序的单层，而20 nm粒子则以三维团簇形式堆积，粒子之间存在短程（最近邻）关联。在以3：1的比例组成的10 nm和20 nm纳米颗粒的二元混合物中，自组装过程导致其中10 nm颗粒的单层被较大颗粒扰动的结构。非平凡的混合导致颗粒间距离的扩大，但保持较小的纳米颗粒的二维晶格的对称性。估计的作用相互作用和微磁模拟表明单分散和二元系综的最佳形成。
2019-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Topological phonon polariton enhanced radiative heat transfer in bichromatic nanoparticle arrays mimicking Aubry-André-Harper model
拓扑声子极化激元（Topological Phonon Polaritons，TPhPs）是一种在远程辐射传热、信息处理和红外传感等领域有着广泛应用前景的光学模式，其拓扑保护作用有望使其稳定存在和传输。在这项工作中，我们表明，TPhPs可以支持在一维（1D）双色碳化硅纳米颗粒（NP）链，并证明他们可以大大提高辐射热传递的阵列远长于辐射波长。通过引入粒子间距离的公度调制或非公度调制，NP链可以看作是非对角Aubry-André-Harper（AAH）模型的推广。通过计算本征态谱相对于调制相位，创建一个合成的维度，我们表明，在这种类型的调制链支持非平凡的拓扑模式本地化的边界，因为本系统继承了二维整数量子霍尔系统的拓扑性质。在这种情况下，可以利用带隙标记定理和相应的陈数来表征带隙和拓扑边模的特征。基于一组偶极子的多体辐射传热理论，我们从理论上表明拓扑间隙和midgap TPhPs的存在下，可以大大提高辐射传热的阵列远长于辐射的波长。我们展示了如何调制相位，作为合成尺寸可以定制的辐射传热率诱导或湮灭拓扑模式。我们还讨论了耗散在辐射传热增强中的作用。因此，这些发现提供了一个迷人的路线剪裁近场辐射传热的拓扑物理的概念为基础。
2022-07-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall physics.optics
Coulomb blockade based field-effect transistors exploiting stripe-shaped channel geometries of self-assembled metal nanoparticles
金属纳米颗粒为构建具有新功能和改进性能的基本电子器件提供了可能性。由于小体积和由此产生的低自电容，每个单个纳米颗粒表现出高充电能量。因此，在传输实验期间出现库仑能隙，该能隙可以通过电场移位，从而允许每当相邻粒子的能级匹配时进行电荷传输。因此，器件的状态在导通和非导通之间顺序地改变，而不是像半导体中那样从导通到夹断的仅仅一个转变。为了利用场效应晶体管的这种行为，有必要使用均匀的纳米颗粒有序阵列，由明确定义的隧道势垒分隔。在这项工作中，CoPt纳米粒子与窄尺寸分布的合成胶体化学。这些颗粒通过可扩展的Langmuir-Blodgett技术沉积在具有预图案化金电极的Si/SiO2衬底上，作为有序的均匀单层。所得到的纳米颗粒阵列限于长度和宽度可调的条带。在具有有限数量的导电路径的这种限定的沟道中，电流可以由栅极电压精确地控制。在150 K的温度下观察到明显的库仑振荡。使用这种系统作为场效应晶体管产生前所未有的振荡电流调制，开/关比约为70%。
2016-06-02 cond-mat.mes-hall physics.ins-det
Resonant Critical Coupling of Surface Lattice Resonances with Fluorescent Absorptive Thin Film
本文通过修正耦合模理论分析TiO2纳米颗粒阵列与荧光染料的耦合，确定临界耦合条件以实现最大吸收和最强荧光发射，为高效能量转移设计提供指导。
2023-10-13 cond-mat.mes-hall physics.optics
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
Elimination of Extreme Boundary Scattering via Polymer Thermal Bridging in Silica Nanoparticle Packings: Implications for Thermal Management
我们对纳米晶系统中热传输的理解的最新进展负责将新技术集成到先进的能源系统中，包括热电制冷系统和可再生能源平台。然而，有一点了解的热能传输机制，管理无序纳米复合材料的热性能。在这项工作中，我们探讨了热传输机制在无序包装的无定形纳米粒子与和没有填充的间隙的聚合物，以量化的影响，在纳米粒子的边缘引入的热边界散射在一个已经无定形的系统和最小的热导率近似的上下文中。通过将修改的最小热导率模型拟合到从80 K到300 K的热导率的温度依赖性测量，我们发现间隙聚合物{ \it消除}无序纳米颗粒填充中的边界散射，这令人惊讶地导致无序纳米颗粒薄膜复合物的总热导率的{ \it增加}。这与我们对有效介质理论的预期和我们对最小导热系数极限的理解相反。相反，我们发现，一个僵硬的填隙材料提高了通过纳米粒子边界的热传输，提高无序纳米粒子包装的热性能。我们希望这些结果提供洞察无序固体，表现出已经低的热导率，通过使用纳米结构和振动热桥接的热性能的可调性。
2019-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Magnetic, transport and electronic properties of Ni$_2$FeAl Heusler alloy nanoparticles: Experimental and theoretical investigation
Indian Institute of Technology Delhi（印度理工学院德里分校）
本研究通过实验和理论分析，揭示了Ni₂FeAl Heusler合金纳米颗粒的磁性、输运和电子性质，发现其高居里温度、显著磁各向异性和中等磁熵变，为多种应用提供了潜在材料候选。
2026-02-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A review of heat transport in solvated gold nanoparticles: Molecular dynamics modeling and experimental perspectives
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；University of Rhode Island（罗德岛大学）
本文综述了溶质金纳米颗粒中热量传输的最新研究，通过分子动力学模拟和实验技术探讨热传导机制及优化热等离子应用。
2025-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-dependent tunneling and Coulomb blockade in ferromagnetic nanoparticles
本文综述了含铁磁纳米粒子系统中自旋相关隧穿现象的研究。我们讨论了组装纳米粒子的制备方法以及自旋相关输运性质的机制和结果。这篇综述的重点是特征自旋相关的隧穿现象，如增强隧道磁电阻（TMR），由于在库仑阻塞制度和隧道磁电阻的符号变化，由于在纳米粒子的自旋积累。
2007-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Light-stimulable molecules/nanoparticles networks for switchable logical functions and reservoir computing
我们报告的制造和电子输运性质的纳米粒子自组装网络（NPSAN）的分子开关（偶氮苯衍生物）互连的Au纳米粒子，我们展示了光驱动的开关逻辑操作相关的光控开关的分子。开关良率高达74%。我们还表明，这些NPSAN是倾向于光刺激水库计算。在这些高度连接和经常性的分子结网络中，电子输运和动力学的复杂非线性表现出库计算（RC）方法所需的丰富的高次谐波产生（HHG）。逻辑函数和HHG由分子在光照下的异构化控制。这些结果，在半导体器件中没有直接的类似物，为非常规计算中的分子电子学开辟了新的前景。
2018-08-07 cond-mat.mes-hall cs.ET physics.app-ph
