Hysteresis in Two Dimensional Arrays of Magnetic Nanoparticles
我们进行计算机模拟，以探测作为偶极相互作用强度$h^{}_d$，温度$T$，纵横比$A^{}_r=L^{}_y/L^{}_x$，和所施加的交变磁场的方向的函数的磁性纳米粒子的二维（$L^{}_x\times L^{}_y$）组件的磁滞。在没有磁相互作用（$h^{}_d\approx0$）和热波动（$T=0$ K）的情况下，磁滞遵循Stoner和Wohlfarth模型，正如预期的那样。对于弱偶极相互作用和实质性的温度，磁滞具有超顺磁性行为的主导地位，与所施加的磁场的方向和$A^{}_r$无关。有趣的是，磁滞曲线具有$A^{}_r\leq6$的反铁磁相互作用优势和相当大的偶极相互作用强度（$h^{}_d>0.2)$，这是独立于所施加的磁场方向的所有特征。当沿系统的短轴（$x$ -方向）施加磁场时，观察到具有大$h^{}_d$的非磁滞直线。在沿样品的长轴（$y$方向）施加磁场的情况下，对于大的$h^{}_d$和$A^{}_r>6$，铁磁相互作用主导磁滞。无论$h^{}_d$和外加磁场的方向如何，对于$A^{}_r\leq6$和显著温度，矫顽场$μ^{}_oH^{}_c$和剩磁$M^{}_r$最小。发现当$A^{}_r$很大时，它们随$h^{}_d$增加。值得注意的是，作为这些参数的函数的磁滞回线面积$E^{}_H$的变化是相同的矫顽场的变化。我们相信，在这项工作中提出的概念是相关的各种技…
2021-04-07 cond-mat.mtrl-sci
Influence of surface anisotropy on the hysteresis of magnetic nanoparticles
我们提出的蒙特卡罗模拟的结果，个别球形纳米粒子的磁性，目的是解释其低温磁化过程中所发挥的作用，表面各向异性。相图的平衡配置已被获得，从准均匀磁化状态的变化与刺猬状结构的状态在表面的$k_S$增加。通过模拟的磁滞回线和自旋配置沿他们的分析，我们已经确定了在磁化反转机制的变化，从准均匀旋转在低$k_S$值，在高$k_S$的非均匀切换过程。还报道了矫顽场和剩磁对$k_S$和颗粒尺寸的依赖性的结果。
2004-08-31 cond-mat.mtrl-sci
Role of surface disorder on the magnetic properties and hysteresis of nanoparticles
我们提出的蒙特卡罗模拟的结果，一个单一的磁赤铁矿亚铁磁性纳米粒子的模型，包括径向表面各向异性不同的核心，目的是澄清什么是它的作用在低温下的磁化过程。分析了低温平衡态，并与具有相同晶格结构的铁磁粒子的低温平衡态进行了比较。我们已经发现，由于增加的表面各向异性的刺猬状结构的形成是负责的粒子的反转机制的变化。
2003-07-23 cond-mat.mtrl-sci
GW approach to Anderson model out of equilibrium: Coulomb blockade and false hysteresis in the I-V characteristics
在强电子-电子相互作用机制下，采用$GW$近似，研究了单个杂质与两个引线耦合的Anderson模型，该模型是杂质能级相对于引线中化学势的函数。我们采用非平衡格林函数技术来计算电子的自能，自旋密度和电流作为跨结偏压的函数。此外，我们开发了一个表达式的变化的期望值的系统的能量，结果当杂质耦合到引线，包括库仑相互作用通过电子自能在该区域的结的作用。在GW近似下计算的电流-电压特性表现出库仑阻塞。根据栅极电压和外加偏压，我们发现，可以有一个以上的稳态解的系统，这可能会引起滞后的I-V特性。我们表明，滞后是一个工件的$GW$近似，将无法生存，如果量子涨落超过$GW$近似包括在内。
2009-03-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Non-Uniform Hysteresis in Small Clusters of Magnetic Nanoparticles
利用第一性原理计算和动力学蒙特卡罗模拟，我们研究了k磁性纳米颗粒（MNP）或k-聚体微团簇中的局部和平均磁滞现象。我们还分析了局部偶极场作为外部磁场的函数作用于组成纳米颗粒的变化。偶极相互作用促进了这种团簇的链状排列。无论团簇的大小，局部滞后响应强烈依赖于相应的偶极场作用于纳米粒子。在小的k聚体中，作为纳米颗粒位置的函数，局部滞后有很大的变化。另一方面，除了边界处的MNP之外，对于较大的k聚体，局部滞后更均匀。在超顺磁性纳米颗粒和弱偶极相互作用的情况下，局部磁滞回线面积Ai是最小的，并且弱地依赖于k聚体尺寸。而对于铁磁核，即使对于弱相互作用的MNP，Ai也相当大。发现Ai的值与作用在纳米颗粒上的偶极场成正比。偶极相互作用和k-mer尺寸也增强了磁性和剩磁。Ai总是随着杂波大小和偶极相互作用强度而增加。类似地，平均滞后回线面积A也强烈地依赖于k-链节尺寸、颗粒尺寸和偶极相互作用强度。A和Ai总是随着k-链节尺寸和偶极相互作用强度的增加而增加。有趣的是，当k>=20时，A的值饱和，并且无论颗粒大小如何，都存在相当大的偶极相互作用。我们相信，目前的工作将有助于理解的复杂作用，偶极相互作用的滞后和组织结构的MNP和它们的使用在药物输送和热疗应用。
2021-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetoresistance and collective Coulomb blockade in super-lattices of ferromagnetic CoFe nanoparticles
我们报告的毫米超晶格的CoFe纳米粒子周围的有机配体的输运性质。在13 ~ 256 K温度范围内，R（T）= R_0.exp（T/T_0）^0.5。在低温下，I（V）s遵循I=K[（V-V_T）/V_T]^ksi，其中ksi范围为3.5至5.2。I（V）叠加在一个通用的曲线上时，由电压成比例的温度移动。在1.8和10 K之间，观察到具有大幅度和强电压依赖性的高场磁电阻。其振幅仅取决于磁场/温度比。其起源归因于表面或纳米颗粒之间存在顺磁状态。低于1.8 K，这种高场磁电阻突然消失，并观察到反隧穿磁电阻，其幅度不超过1%。在该低温下，一些样品在其I（V）特性中显示出在库仑阻塞状态和导电状态之间的突变和滞后转变。在这些转变期间电流的增加可以高达30倍。当样品靠近跃迁时，电噪声增加。施加磁场降低了发生这些转变的电压，因此也观察到磁场诱导的转变。取决于所施加的电压、温度和磁场的幅度，磁场诱导的转变是可逆的或不可逆的。在电阻-温度测量中也观察到这些突变和滞后转变。它们可能是Sverdlov等人[Phys.Rev.B64，041302（R），2001]预测的孤立子雪崩，或者也可以解释为电子的库仑玻璃相到液相之间的真正的相变。
2009-04-08 cond-mat.mtrl-sci
Shape and surface anisotropy effects on the hysteresis of ferrimagnetic nanoparticles
我们提出的蒙特卡罗模拟的结果，一个单一的磁赤铁矿亚铁磁性纳米粒子的模型，目的是澄清所发挥的作用，在表面上的各向异性增加和形状（球形或椭圆形）的颗粒上的磁化过程在低温下。足够高的表面各向异性的刺猬状结构的形成是负责粒子的反转机制的变化。
2003-04-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Increase of magnetic hyperthermia efficiency due to dipolar interactions in low anisotropy magnetic nanoparticles : theoretical and experimental results
当磁性纳米粒子（MNP）是单畴和磁独立的，他们的磁特性和条件，以优化其在磁热疗应用的效率现在是很好的理解。然而，磁相互作用对磁热疗性能的影响仍然不清楚。在这里，我们报告的高热和高频磁滞回线测量模型系统组成的MNP具有相同的大小，但不同的各向异性，这是一个有趣的方式来调整磁相互作用的相对强度。在胶体溶液中，MNP的各向异性与其磁滞回线的矩形度之间存在明显的相关性：各向异性越大，矩形度越小。由于低各向异性MNP显示出比磁性独立的纳米颗粒更高的方形度，因此在这种情况下，磁性相互作用增强了它们的加热功率。独立和耦合的MNP的磁滞回线计算进行了比较实验结果。结果表明，所观察到的功能是一个自然的结果，在高温实验过程中形成的链和列的MNP：在这些结构中，当MNP磁晶各向异性是足够小的磁相互作用占主导地位，磁滞回线的形状往往是矩形的，这提高了它们的效率。相反，当MNP不形成链和柱时，磁相互作用降低了磁滞回线的矩形度和MNP的效率。目前的工作应提高磁热疗实验的理解和解释。
2013-01-21 cond-mat.mtrl-sci
Dipolar Interaction and Sample Shape Effects on the Hysteresis Properties of 2d Array of Magnetic Nanoparticles
通过微磁学模拟研究了偶极相互作用磁性纳米粒子（MNP）的2个$d$阵列（$L^{}_x\times L^{}_y$）的基态和磁滞特性。我们的主要兴趣是了解样品形状的效果，$Θ$ -偶极强度的各向异性强度的比率，和施加的场$\vec{H} = H_{o}\hat{e}^{}_H$的方向上的基态和在阵列的MNP的磁滞。为了研究样品形状的影响，我们改变了纵横比$A^{}_r=L^{}_y/L^{}_x$，这反过来，发现诱导系统中的形状各向异性。我们的主要意见是：（a）当偶极相互作用为强$(Θ>1)$时，基态形态具有磁矩的面内有序。(b)基态形态具有随机取向的磁矩，其对于弱相互作用MNP（$Θ<1$）的系统尺寸和$A^{}_r$是稳健的。(c)微磁学模拟表明，偶极相互作用降低了矫顽场$H^{}_c$。(d)剩磁$M^{}_r$不仅与偶极相互作用的强度有关，而且与样品的形状有关。(e)由于偶极相互作用的各向异性性质，当沿样品的长轴施加场时，观察到强烈的形状各向异性效应。在这种情况下的偶极相互作用诱导有效的铁磁耦合时，纵横比是非常大的。这些结果在高密度记录系统、磁阻抗传感器等方面具有重要意义。
2021-01-09 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
Bubble Magnetometry of Nanoparticle Heterogeneity and Interaction
气泡作为粒子物理实验中的传感器有着悠久的历史。在固态模拟中，我们使用纳米磁性薄膜中的气泡畴来测量磁性纳米颗粒。这种技术可以在几分之一秒内确定单个纳米颗粒的磁性取向，并在几秒钟内产生完整的磁滞回线，这比任何其他报道的技术都要快得多。我们通过调整薄膜的纳米磁性，包括Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用，实现了这一前所未有的速度，这是第一次将拓扑保护从skyrmion状态应用于纳米颗粒传感器。我们展示了铁/镍纳米棒和氧化铁纳米颗粒，描绘了广泛的性能和应用的技术。气泡磁力测定法能够以高通量进行第一次测量，用于分散纳米颗粒的磁滞的统计分析，并且能够第一次直接测量从作为单个纳米颗粒的超顺磁性行为到纳米级团聚体中的集体行为的转变。这些结果证明了测量磁性纳米颗粒的异质性和相互作用的突破性能力。
2018-09-19 cond-mat.mtrl-sci
Micromagnetic simulations of clusters of nanoparticles with internal structure: Application to magnetic hyperthermia
对内部结构由纳米棒组成的氧化铁纳米颗粒团簇的动态磁滞回线进行了微磁学模拟，并与目前广泛使用的宏观自旋近似进行了比较。这种计算允许纳米棒组成的纳米粒子是由先前开发的粗粒化方法的基础上的重整化群的方法。重点应用于磁热疗，我们表明，静磁相互作用提高了纳米粒子在链和三角形的加热性能，并降低在fcc安排的加热性能。复杂NP的三角形和面心立方系统的磁滞回线不能在宏观自旋近似下恢复，特别是在较小的粒子间距离下。对于三角形的安排，宏观自旋近似预测，静磁相互作用减少循环面积，在复杂的NP的情况下。个别纳米粒子和macrospins在集群中的局部磁滞回线的调查揭示了其邻居的几何形状对个人与集体磁响应，集群内的不均匀加热，以及模拟纳米粒子与内部结构和使用macrospin近似之间的进一步差异的影响。因此，捕获NP的内部物理和磁性结构对于某些应用是重要的。
2022-09-01 cond-mat.mtrl-sci
Size and Shape Dependence of Hydrogen-Induced Phase Transformation and Sorption Hysteresis in Palladium Nanoparticles
本研究构建结合扩散分子动力学与迭代策略的计算框架，探究不同尺寸、形状钯纳米颗粒的氢致相变与吸附滞后规律，揭示尺寸、形状对化学势及滞后间隙的影响机制，阐明体积应变的关键作用。
2024-05-14 cond-mat.mtrl-sci
Spin injection in a single metallic nanoparticle: a step towards nanospintronics
为了研究单个金属纳米颗粒的输运性质，我们采用一种新的纳米压痕技术制备了纳米磁性隧道结。库仑阻塞效应显示了单电子隧穿通过单个2.5 nm Au团簇的明确证据。所观察到的磁电阻是通过非磁性团簇的输运过程中自旋守恒的标志。
2006-01-19 cond-mat.mtrl-sci
Tailoring Heat Dissipation in Ordered Arrays of Dipolar Coupled Magnetic Nanoparticles
本工作的主要目的是分析偶极相互作用强度$λ$，颗粒尺寸$D$和温度$T$的磁纳米颗粒（MNP）的有序阵列中的磁滞机制，使用计算机模拟的效果。假设MNP的各向异性轴具有随机取向以模拟真实系统。在没有热涨落和偶极相互作用的情况下，滞后遵循Stoner和Wohlfarth模型，与$D$无关，正如预期的那样。在$T=300$ K和$λ=0.0$下，粒径为$D \approx8-16$ nm的磁滞回线面积最小，表明超顺磁性特征占主导地位。即使在室温下，打开磁相互作用也能够将MNP从超顺磁性状态移动到铁磁性状态;因此，足够强度的磁相互作用增强了磁滞回线面积。有趣的是，磁滞回线面积是显着的，是相同的斯通纳和Wohlfarth颗粒，甚至$T=300$ K和可忽略的偶极相互作用的铁磁MNP（$D>16$纳米）。矫顽场$μ^{}_oH^{}_c$和阻断温度$T^{}_B$也随着$λ$和$D$的增加而增加。对矫顽场$μ^{}_oH^{}_c$与温度数据的严格分析也揭示了由于偶极相互作用而与$μ^{}_oH^{}_c$的$T^{3/4}$依赖性的显著偏差。对于$D\approx 8-16$ nm和$λ\leq0.6$，$T$使$E^{}_H$和$μ_oH^{}_c$的散热量迅速降低。另一方面，即使在弱偶极极限下，$E^{}_H$和$μ^{}_oH^{}_c$也弱依赖于$T$和$D>16$ nm。目前的工作…
2021-03-29 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
High-field and low field magnetoresistance of CoFe nanoparticles elaborated by organometallic chemistry
我们报告的磁输运测量CoFe纳米粒子周围的绝缘有机层。通过在图案化基底上蒸发纳米颗粒的溶液来获得样品。观察到纳米颗粒阵列中的典型库仑阻塞行为。高场和低场磁电阻已经得到证实。低于10 K，测量到大的高场磁阻，高达500%。其幅度随电压的增加而急剧减小。在1.6 K时，这种高场磁电阻消失，并观察到反向低场隧穿磁电阻。
2008-02-07 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Nanoparticle Assemblies
本章介绍了与纳米粒子组装体中磁滞现象相关的基本物理思想和模型。讨论了单畴粒子和超顺磁性的概念。在简单的分析模型的框架内，分析了相干旋转的磁化机制和温度在磁化强度逐渐衰减中的作用。现代数值技术（蒙特卡罗模拟，磁化动力学）用于研究致密的纳米粒子组装。概述了用于测量纳米颗粒组装体中磁滞效应的最常见的实验技术，并揭示了其基本原理。
2010-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic hyperthermia properties of nanoparticles inside lysosomes using kinetic Monte-Carlo simulations : influence of key parameters, of dipolar interactions and spatial variation of heating power
了解磁热疗（MH）实验中偶极相互作用的影响对于纳米粒子（NP）加热功率的精细优化至关重要。在这项研究中，我们使用的动力学蒙特卡罗算法来计算磁滞回线，所以时间和温度都被正确地考虑。结果表明，该算法正确地再现了超顺磁性纳米粒子和铁磁性纳米粒子的高频磁滞回线，而无需任何ad-hoc参数。该算法易于并行化，因此在多个处理器上进行计算大大减少了计算时间。研究了分散在球形溶酶体内的NP的比吸收率（SAR）作为几个关键参数的函数：体积浓度、施加的磁场、溶酶体大小、NP直径和各向异性。这些参数的影响进行了说明和全面的解释。总之，磁相互作用的作用是增加主回线的矫顽场、饱和场和磁滞区。然而，对于诸如MH中使用的小振幅磁场，取决于所施加的磁场与NP的矫顽/饱和场之间的关系，作为浓度的函数的加热功率可以增加、减少或显示钟形。滞后面积被发现是很好的相关性的偶极场作用于每个NP的平行或反平行的性质。结果表明，加热功率在溶酶体膜附近急剧增加或减少。在一定条件下，变化幅度可达一个数量级以上。最后，这些不同的研究结果的影响进行了讨论的MH优化的框架。它的结论是，从生物学实验的具体点的反馈需要进一步推进优化的NP MH。
2014-11-27 cond-mat.mtrl-sci
3000 % high-field magnetoresistance in super-lattices of CoFe nanoparticles
我们报告的磁输运测量毫米大的超晶格的CoFe纳米粒子包围的有机层。在纳米颗粒的三维阵列中，电学性质是典型的库仑阻塞。在1.8 ~ 10 K之间测得了高达3000%的高场磁电阻。这超过了通常在3d金属铁磁纳米颗粒阵列中测量的两个数量级的磁阻值。的磁阻幅度的比例与磁场/温度比，并显示出一个不寻常的指数依赖于所施加的电压。在1.8K以下，磁电阻突然消失.我们建议，磁阻是由于一些单独的顺磁矩之间的金属核心的纳米粒子，讨论了其起源。
2007-10-09 cond-mat.mtrl-sci
A hysteresis model with dipole interaction: one more devil-staircase
考虑了磁性纳米物体（磁性纳米颗粒或磁性纳米条带的2D规则晶格）的2D系统的磁性。分析计算了纳米粒子相互作用下系统的迟滞曲线。结果表明，在磁化反转过程中，系统通过了一些亚稳态。对三种模型的磁化反转动力学问题进行了求解。取得了以下结果。1)对于具有长程相互作用且能量与$r^{-p}$成正比的一维系统（T=0），磁化曲线的阶梯形状具有自相似特征。这些步骤的性质由颗粒间相互作用的相互作用和单个纳米颗粒的介电性决定。2)在最近邻相互作用模型的框架下考察了热涨落对动力学过程的影响。热波动导致磁化曲线上的步骤的额外分裂。3)在平均场近似下，计算了具有相互作用和磁性色散的体系的磁化曲线。提出了实验上区分相互作用和磁化率色散对磁化曲线影响的简单方法。
2001-04-26 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis and magnetic properties of NiFe_{2-x}Al_{x}O_{4} nanoparticles
采用溶胶-凝胶自点火法合成了纳米晶铝掺杂镍铁氧体粉体，研究了非磁性铝含量对粉体结构和磁性能的影响。X射线衍射（XRD）分析表明，所得粉体为单相反尖晶石结构。用透射电子显微镜（TEM）验证了从XRD数据计算的晶粒尺寸。TEM照片表明，粉末由纳米级晶粒组成。随着非磁性Al含量的增加，特征晶粒尺寸从29 nm减小到6 nm，这是由于非磁性Al含量对晶粒尺寸的影响。在室温下测量磁滞回线，最大施加磁场为1 T。随着铝含量的增加，样品的磁滞回线变窄，饱和磁化强度和剩余磁化强度均降低。与体相比较，磁化强度的降低是自旋非共线性的结果。非磁性Al^{3+}离子和亚晶格间相互作用减弱导致磁化强度随Al含量的增加而进一步降低。这一点以及滞后性的降低被理解为粒度的降低。
2007-06-19 cond-mat.mtrl-sci
Finite-temperature Simulations for Magnetic Nanostructures
我们研究了不同的模型和方法研究有限温度的磁滞纳米粒子和薄膜。这包括相对于磁场未对准的单个磁性纳米颗粒的磁滞的微磁性结果。我们目前的结果从一个代表性的粒子作为一个一维阵列的磁转子，并从全微磁模拟。结果与Stoner-Wohlfarth模型进行了比较。同时给出了薄膜的动力学蒙特卡罗模拟结果。此外，我们还讨论了当前感兴趣的其他主题在纳米结构中的磁滞建模，包括动态相变和一阶Reynolds曲线的动力学蒙特卡罗模拟。
2006-02-13 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
Tunable electrical transport through annealed monolayers of monodisperse cobalt-platinum nanoparticles
我们通过胶体化学方法合成了直径为9 nm的单分散钴铂纳米颗粒Co（0.14-0.22）Pt（0.86-0.78），并通过Langmuir-Blodgett技术将其作为高度有序的单分子膜沉积到电子束限定的金电极基底上。退火后，我们观察到电导率的增加超过4个数量级。第一次尝试解释这种意想不到的效果，纳米颗粒位移，不能确认退火温度低于400 ℃。然而，第二种方法，配体的碳化，可以通过拉曼光谱来证实。简单的热处理允许通过操纵粒子间耦合来调整基于纳米颗粒的电子器件的基本性质，即电导率、库仑阻塞特性和系统的活化能。
2012-01-05 cond-mat.mtrl-sci
Slow Voltage Relaxation of Silicon Nanoparticles with a Chemo-Mechanical Core-Shell Model
本文提出化学-力学核壳模型，将硅纳米颗粒视为被固态电解质界面覆盖的核壳结构，用壳层粘弹塑性行为解释硅负极在循环和弛豫期间的电压滞后及对数型电压弛豫，并优于经验Plett模型。
2024-08-02 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.chem-ph
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
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
Observation of Huge Magnetoresistance and Multiferroic-like Behavior of Co Nanoparticles in a C60 matrix
通过氧化物或分子实现的隧道磁电阻（TMR）除了在室温下使用大TMR比的各种实际应用之外，还包括丰富的物理学，例如自旋过滤和杂化界面态。然后，一个更大的TMR效应与一个新的基础物理是等待，因为进一步的进展，自旋电子学可以实现。在这里，我们报告了一个巨大的TMR比率为1，400，000%的C60-Co纳米复合自旋器件的发现。所观察到的效果是由一个组合的库仑阻塞效应和一种新的磁开关效应。理论研究表明，一个电场和一个磁场控制的磁化强度和电子的充电状态，分别在多铁性物理的Co纳米粒子。
2012-02-22 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic Effect of Dipolar Interaction in Ordered Ensembles of Nanoparticles
我们实施了广泛的计算机模拟调查的磁滞特性在有序阵列（$l^{}_x\times l^{}_y$）的磁性纳米粒子的纵横比$A^{}_r=l^{}_y/l^{}_x$，偶极相互作用强度$h^{}_d$，和外部磁场方向的函数。我们考虑了取向各向异性的情况，$α$是取向角。它提供了一个优雅的路线，以发掘明确的作用，各向异性和偶极相互作用的滞后响应，在这样一个通用的系统。超顺磁特性占主导地位，具有弱偶极相互作用（$h^{}_d\leq0.2$），导致磁滞回线面积最小。值得注意的是，即使在中等相互作用强度（$h^{}_d\approx0.4$）下也会出现双环滞后，这让人想起反铁磁耦合。这些特征强烈依赖于$α$和$A^{}_r$。有趣的是，磁滞回线面积随着$h^{}_d$的增加而增加，只要$A^{}_r$是巨大的，并且外部磁场沿着$y$ -方向。矫顽场$μ^{}_oH^{}_c$、回复磁化强度$M^{}_r$和热耗散$E^{}_H$也强烈地依赖于这些参数。不考虑外场方向和弱偶极相互作用（$h^{}_d\leq0.4$），对于固定的$α$和$A^{}_r\leq4.0$，$μ^{}_oH^{}_c$随$h^{}_d$增加。只要$A^{}_r$是巨大的并且场沿着$y$ -方向，偶极相互作用也升高$M^{}_r$。对于可忽略的弱偶极相互作用，$E^{}_H$最小，与$A^{}_r$、$α$和场方向无关…
2021-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of spatial confinement on spin-wave spectrum: Low temperature deviation from Bloch T3/2 law in Co nanoparticles
本文研究了Bloch T3/2定律及其在25和38 nm两种尺寸的铁磁钴纳米颗粒中的适用性。布洛赫通过假设长波长自旋波在低温下被激发而推导出T3/2定律。但是，在纳米颗粒中，自旋波的波长受到磁性颗粒的尺寸限制，导致自旋波能谱中的间隙。实验结果表明，布洛赫定律在高于自旋波能隙的温度下成立。然而，它不适用于足够低的温度，其中能隙变得突出。我们已经证明，我们最近开发的一种理论[Mandal等人，欧罗巴Lett. 75，618（2006）]准确地解释了磁化强度随温度的变化。此外，这些钴纳米粒子的滞后性能也在这里提出。
2007-01-08 cond-mat.mtrl-sci
Voltage and Temperature Dependence of High-Field Magnetoresistance in Arrays of Magnetic Nanoparticles
最近报道了在库仑阻塞制度下，嵌入有机绝缘晶格中的CoFe纳米颗粒的大阵列中的巨大的高场磁电阻值。一个不寻常的指数下降的磁阻随着电压的增加，以及一个特性缩放的磁阻幅度与场温比。我们提出了一个模型，它考虑到顺磁性杂质对系统的输运性质的影响来描述这些功能。假设纳米颗粒内部的核自旋与顺磁杂质之间的非共线性可以通过有效的隧道势垒来建模，隧道势垒的高度取决于两种自旋的磁化之间的相对角度。研究了杂质的磁矩、有效隧道势垒的高度和厚度以及偏置电压对磁输运特性的影响。该模型使我们能够再现所观察到的大的磁阻幅度和它的强电压依赖性，与现实的参数。
2008-02-07 cond-mat.mtrl-sci
Quantitative predictions of thermodynamic hysteresis: Temperature-dependent character of the phase transition in Pd-H
尺寸不匹配但共格的相之间的相变热力学不同于传统的无应力热力学。最值得注意的是，在开放系统中，这种相变总是与滞后相关联。尽管实验证据的相关性，这些影响在技术上重要的材料，如钯氢化物，配方的第一性原理为基础的原子尺度建模的相干，开放系统一直缺乏。在这里，我们开发了一种方法，用于量化相边界，滞后，和相干界面自由能使用密度泛函理论，合金簇展开，和蒙特卡罗模拟在一个约束合奏。我们将这种方法应用于Pd-H，并表明相变在大约400 K以上改变特征，在任何时候都发生空间均匀的氢浓度，即，两相不共存。我们的研究结果与实验观察是一致的，但揭示了在实验中尚未访问的Pd纳米粒子中的氢化物形成的方面。
2021-10-15 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic properties of iron nanoparticles prepared by exploding wire technique
利用电爆丝技术，在蒸馏水中用极细的铁丝和铁片制备铁纳米颗粒。透射电子显微镜显示纳米颗粒的尺寸在10至50 nm的范围内。然而，不同尺寸的颗粒可以通过使用离心分离机分离。X射线衍射研究证实了铁的立方相的存在。这些铁纳米粒子被发现在可见光区的正常散装材料相比，表现出荧光。在溶液中的铁颗粒悬浮液以及通过过滤获得的粉末中进行高达1.0特斯拉的场的室温滞后测量。磁滞回线表明，该颗粒是超顺磁性的性质。饱和磁化强度为~ 60 emu / gm。由于这些铁颗粒对氧气非常敏感，因此在颗粒周围往往形成非磁性氧化铁涂层，从而使其具有核壳结构。从理论上估计的核心颗粒尺寸的磁化测量。铁纳米颗粒在水中的悬浮液已被提议用作地下水的有效去污剂。
2006-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Resistive switching phenomena in TiOx nanoparticle layers for memory applications
报道了两种不同方法制备的Co/TiO_x/Co阻变存储器件的电学特性。除了用原子层沉积法（ALD）制备TiO_2薄膜外，本文还研究了用溶胶-凝胶法制备TiO_x纳米粒子薄膜的方法。不同的器件显示出不同的滞后回线，其中溶胶-凝胶器件具有独特的交叉点。引入一个简单的定性模型来描述不同的电流-电压行为，建议只有一个活性的金属-氧化物界面的ALD设备和两个活性的金属-氧化物界面的溶胶-凝胶设备。此外，我们表明，电阻开关行为可以很容易地调整适当的接口工程，尽管有一个类似的活性物质，不同的制造方法可以导致不同的电阻开关性能。
2014-10-08 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced coercive force of nanoparticles of special morphology in the Stoner-Wohlfarth model
本文研究核-软磁壳结构磁性纳米颗粒，在Stoner-Wohlfarth模型中结合数值与解析方法揭示壳层磁屏蔽导致矫顽力增强，并给出其存在条件。
2025-05-15 cond-mat.mtrl-sci
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
Magnetic relaxation in terms of microscopic energy barriers in a model of dipolar interacting nanoparticles
用蒙特卡罗模拟研究了具有偶极相互作用的单畴粒子系统的磁弛豫和磁滞现象。我们通过一个海森堡经典自旋链模型，该自旋链具有随机取向的易轴和对数正态分布的各向异性常数，通过偶极-偶极相互作用相互作用。将所谓的$T\ln(t/τ_0)$方法扩展到相互作用系统，我们展示了如何将模拟的弛豫曲线与负责长时间弛豫的有效能垒分布联系起来。我们发现，随着相互作用强度的增加，弛豫规律由准对数律变为幂律。这一事实被证明是由于出现了越来越多的小的能量障碍所造成的各向异性能垒的减少，作为本地偶极场的增加。
2003-11-06 cond-mat.mtrl-sci
Dipolar interaction effects in the magnetic and magnetotransport properties of ordered nanoparticle arrays
磁性纳米粒子的组装表现出有趣的物理性质所产生的粒子内动力学和粒子间相互作用的竞争。在磁性纳米粒子的有序阵列中，静磁粒子间的相互作用引入了集体动力学，与随机各向异性竞争。对磁性纳米粒子阵列中偶极相互作用效应的基本理解、表征和控制是一个至关重要的问题。为此，数值模拟技术提供了一个不可或缺的工具。我们报告的磁性纳米颗粒有序阵列形成的薄膜的磁滞和自旋相关的输运的Monte Carlo研究。重点是由于粒子间偶极相互作用的单粒子行为的修改，因为这些出现在实验的兴趣，如，磁化强度，磁化率和磁阻的数量。我们调查的阵列的结构参数的作用（粒子间的分离，堆叠单层的数量）和纳米粒子的内部结构的作用（单相，核壳）。偶极相互作用负责样品的面内和面外方向之间的各向异性磁行为，这反映在所研究的磁特性（磁化强度、横向磁化率和磁阻）和阵列的参数（回复磁化强度、矫顽场和阻断温度）上。我们的数值计算结果进行了比较，现有的测量自组装阵列的铁基和钴纳米粒子。
2008-10-24 cond-mat.mtrl-sci
Transconductance and Coulomb blockade properties of in-plane grown carbon nanotube field effect transistors
由单壁碳纳米管（SWCNT）制成的单电子晶体管（SET）有望用于以超低功耗运行的量子电子器件，并允许电子输运的基础研究。我们报告的SET注册面内生长，利用定制的纳米级催化剂图案和化学气相沉积。金属单壁碳纳米管已被删除的电气老化技术和共同的栅极滞后被删除使用PMMA和烘烤，导致场效应晶体管具有大的开/关比高达10^5。进一步分割成200 nm短半导体SWCNT器件产生了量子点，其在库仑阻塞状态下显示电导振荡。所展示的配准面内生长的利用打开了创建新的SET器件几何形状的可能性，所述几何形状更复杂，即横向有序和可扩展，如高级量子电子器件所需的。
2010-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Shifted loops and coercivity from field imprinted high energy barriers in ferritin and ferrihydrite nanoparticles
我们表明，在铁蛋白和水铁矿的矫顽场取决于在磁滞回线的最大磁场和矫顽力和回路的位移取决于最大和冷却领域。在铁蛋白的情况下，我们表明，磁化强度的时间依赖性也取决于最大和以前的冷却场。这种行为与由这些场印记的粒子内能垒的变化有关。因此，矫顽场和环位移场与铁蛋白和水铁矿中的最大场的依赖关系可以在考虑能垒与最大场和冷却场的依赖关系的均匀旋转模型的框架内描述。
2011-08-25 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
Magnetic nanoparticles: from the nanostructure to the physical properties
本文综述 Fe3-xO4 与 CoxFe3-xO4 磁性纳米颗粒的合成及物性，阐明晶体缺陷、表面包覆与颗粒间作用对磁性的决定关系，并介绍亚纳米分辨单颗粒表征技术。
2024-01-24 cond-mat.mtrl-sci
Efficient nanoscale imaging of solid-state phase transitions by transmission electron microscopy demonstrated on vanadium dioxide nanoparticles
提出ADF-STEM作为高效无损纳米尺度工具监测固态相变，以二氧化钒纳米颗粒为例证明其通过低电子剂量实现清晰衬度成像，为快速大面积纳米尺度表征开辟前景。
2024-08-21 cond-mat.mtrl-sci
Multicore magnetite nanoparticles prepared by glass crystallisation and their magnetic properties
使用Fe 2 O3作为原料熔融组成为13 K2 O * 13 Al 2 O3 * 16 B2 O3 * 43 SiO2 * 15 Fe 2 O3-x的钾铝硼硅酸盐玻璃。将熔体从具有落水管的Pt坩埚倾倒在水中，这导致形成尺寸为约100 - 150 nm的相分离液滴。在该液滴中，观察到尺寸约为10-20 nm的磁铁矿晶体。这些具有超顺磁性行为的磁铁矿纳米颗粒被排列成更大的聚集体。这导致更高的有效磁半径。根据磁化测量，颗粒显示出磁滞。相对于饱和磁化强度的比率不像单轴各向异性所需的那样高。可以通过在浓氢氧化钠中蒸煮粉碎的玻璃来避免相分离。附加的温度相关磁弛豫（TMRX）测量表明，在磁矩弛豫的分布在温度过程中的两个峰值在13和39 K。根据小于5 dC（核心直径）的粒子间距离，这可能是强磁相互作用的结果。其他磁弛豫过程也解释了这种测量效果。
2011-08-31 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic characterization of oblique angle deposited Co/CoO on gold nanoparticles
研究了图案化衬底对倾斜沉积的交换偏置Co/CoO薄膜的影响。有人发现，基板装饰的纳米粒子图案提供的选择，以操纵倾斜沉积的薄膜中的易磁化轴的取向。SQUID磁强计和极化中子反射计的互补方法被用来解开这种复杂的磁性系统的磁滞的不同贡献。
2022-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magneto-optical characterization of MnxGe1-x alloys obtained by ion implantation
在可见光/近红外范围内的各种波长的磁光克尔效应磁滞回线已被用来表征通过在Ge矩阵中注入Mn离子在固定的能量获得的合金的磁性。磁滞回线的细节揭示了多个磁贡献的存在。它们可能归因于磁性原子的不均匀分布，特别是归因于Ge基质中的稀释Mn和嵌入其中的金属富Mn纳米颗粒的已知共存[Phys.Rev.B73，195207（2006）]。
2006-09-08 cond-mat.mtrl-sci
Orbital magnetic moment and coercivity of SiO$_{2}$-coated FePt nanoparticles studied by x-ray magnetic circular dichroism
利用X射线吸收光谱（XAS）和X射线磁性圆二色性（XMCD）测量方法，在Fe $L_{\rm 2,3}$的吸收边，研究了SiO-$_{2}$包覆的$L$ 1 $_{0}$ -有序相中FePt纳米颗粒中Fe的自旋和轨道磁矩.使用XMCD求和规则，我们计算出Fe的轨道磁矩（$M_{\rm orb}$）与自旋磁矩（$M_{\rm spin}$）之比为$M_{\rm orb}/M_{\rm spin}$ = 0.08。该$M_{\rm orb}/M_{\rm spin}$值与通过气相冷凝制备的FePt纳米颗粒获得的值（0.09）相当，并且大于FePt薄膜获得的值（$\sim$ 0.05），表明高度的$L$ 1 $_{0}$有序。磁化的FePt分量的滞后行为通过XMCD测量。发现室温下的磁性（$H_{\rm c}$）高达1.8 T，$\sim$是薄膜值的3倍，$\sim$是气相凝聚纳米颗粒的50倍。对于$H_{\rm c}$分布在1 T到5 T之间的非相互作用单畴纳米颗粒，可以用Stoner-Wohlfarth模型很好地解释滞后曲线。
2013-10-31 cond-mat.mtrl-sci
Optical bistability and hysteresis of hybrid metal-semiconductor nano-dimer
从理论上分析了半导体量子点和金属纳米球复合纳米二聚体的光学响应。我们发现，系统的内部自由度可以表现出双稳态和光学滞后作为入射场强度的函数。我们认为，这些影响可以观察到的现实世界的系统，如一个CdSe量子点和金纳米粒子的混合物。这些性质可以通过测量瑞利散射的光学滞后来揭示。我们还表明，系统的总偶极矩可以突然切换到它的两个稳定状态之间的激发强度的微小变化。后者承诺在纳米级全光处理领域的各种应用，其中最基本的是易失性光存储器。
2011-06-08 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
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
An air-cooled Litz wire coil for measuring the high frequency hysteresis loops of magnetic samples : a useful setup for magnetic hyperthermia applications
介绍了一种低成本、简单的磁性样品高频磁滞回线测量装置。一个AMF的范围为6-100 kHz的振幅高达80 mT的利兹线线圈产生。后者是空气冷却使用强制空气的方法，所以没有水流是需要运行的设置。高频磁滞回线的测量使用拾波线圈和信号的数值积分系统。在6-56 kHz的频率范围内获得可再现的测量。铁氧体圆柱体和氧化铁纳米颗粒铁磁流体的测量实例。与其他测量方法的磁滞回线面积（复杂的磁化率，准静态磁滞回线和发热测量）的比较，并显示与此设置所获得的结果的一致性。这种设置是很好地适应磁热疗应用的磁性表征的胶体溶液的MNP。
2014-06-16 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Coexistence of Multiple Magnetic Interactions in Oxygen Deficient V2O5 Nanoparticles
本研究针对缺氧V2O5纳米颗粒，结合多种表征与第一性原理计算，揭示其缺陷诱导的磁电子相分离及类自旋玻璃的多磁有序共存机制，阐明了极化子、V4+缺陷与磁相互作用的关联。
2024-09-15 cond-mat.mtrl-sci
Sonochemical Modification of the Superconducting Properties of MgB2
超声波辐照在十氢萘中的二硼化镁浆料产生具有显著晶粒间熔合的材料。在Fe（CO）5存在下的超声处理产生嵌入在MgB 2块体中的磁性Fe 2 O3纳米颗粒。由此产生的超导体-铁磁体复合材料表现出相当大的增强的磁滞，这意味着由于嵌入的磁性纳米颗粒的涡旋钉扎强度的增加。
2003-05-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Ligand exchange in gold-coated FePt nanoparticles
在这项工作中，我们提出了金包覆的FePt纳米粒子的磁性和稳定的水分散体的FePt@Au和FePt合成后的配体交换与巯基十一烷酸的研究。由TEM显微照片确定的粒径从未涂覆的纳米颗粒的4 nm到金涂覆的纳米颗粒的最大10 nm，表明壳的厚度在1至3 nm的范围内。磁特性包括在10和300 K的磁滞循环。结果表明，在低场和室温下，未涂覆和涂覆的纳米颗粒的磁行为令人惊讶地非常相似。由于金包覆纳米颗粒保持了FePt的磁性，并且金的存在提高了纳米颗粒的功能化，因此该系统适合于生物应用。巯基十一烷酸配体转移用于使水稳定的纳米颗粒在宽的pH范围内。透射电子显微镜和动态光散射结果表明，配体交换后的纳米粒子轻微团聚。傅里叶变换红外光谱结果表明，硫醇结合到表面的金原子。
2009-11-23 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
