Slow dynamics of interacting antiferromagnetic nanoparticles
我们研究了磁弛豫动力学，记忆和相互作用的多分散反铁磁NiO纳米粒子的老化效应，通过求解主方程使用两个状态模型。我们使用偶极，最近邻短程（NNSR）和长程平均场（LRMF）相互作用的相互作用的影响。利用LRMF相互作用研究了纳米颗粒在含时磁场中的磁弛豫。随着频率的增加，交流磁化率中的尺寸效应被抑制。我们发现，量化记忆效应的记忆下降与NNSR情况下的非相互作用纳米颗粒的记忆下降大致相同。对于LRMF，存在较强的记忆凹陷，而对于偶极相互作用，存在较弱的记忆凹陷。我们还显示了记忆效应的零场冷却磁化偶极的情况下，签名的玻璃行为，从蒙特卡洛研究。
2011-03-08 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
High temperature magnetic stabilization of cobalt nanoparticles by an antiferromagnetic proximity effect
热活化往往会破坏小磁性纳米颗粒的磁稳定性，在超高密度记录等应用中具有重要意义。在这里，我们证明了低阻断温度铁磁（FM）Co纳米粒子（TB<70 K）成为磁稳定高于400 K时，嵌入在一个高Néel温度反铁磁（AFM）NiO矩阵。这种显著的TB增强的起源是由于围绕Co纳米颗粒的薄CoO壳（具有低Néel温度TN;和高各向异性KAFM）与NiO基质（具有高TN但低KAFM）之间的磁邻近效应。这种邻近效应产生一个有效的原子力显微镜，具有明显的TN超过散装CoO，和增强的各向异性相比，NiO。反过来，通过核-壳交换偏置耦合，Co核FM矩对热波动是稳定的，导致观察到的TB增加。平均场计算提供了一个半定量的理解，这种磁接近稳定机制。
2015-07-13 cond-mat.mes-hall
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
The Effect of Varying Co layer thickness on the Time-Temperature Characteristics of Co/Sb Semimetal Embedded Magnetic Nanoparticles
我们报告不同的钴厚度的Co/Sb多层样品的电阻随温度变化的时间衰减的效果。我们发现，对于一个给定的温度，5倍的变化，在Co厚度产生100倍的变化，电阻的特征衰减时间。我们发现，特征衰减时间，作为温度的函数，遵循阿耳忒弥斯定律。在沉积过程中，Co在Sb上以Volmer-Weber或Stranski-Krastanov生长模式演化成单畴磁性纳米颗粒。然后将该亚稳态包裹在2.5 nm的Sb中，产生嵌入的纳米颗粒系统。在样品老化（在给定温度下退火足够的时间以完成电阻衰减）之前和老化之后进行的扫描隧道显微镜（STM）测量显示，这些纳米颗粒在老化期间经历形态转变。这些转变导致磁化强度和电阻的明确的时间依赖性衰减，使这种材料成为电子时间-温度传感器的优秀候选者。
2014-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
3-D Tracking and Visualization of Hundreds of Pt-Co Fuel Cell Nanocatalysts During Electrochemical Aging
我们提出了一种电子断层扫描方法，允许识别数百个电催化剂纳米粒子与一对一的对应之前和之后的电化学老化。这种方法使我们能够跟踪，在三维（3-D），轨迹和形态的每个Pt-Co纳米催化剂上的燃料电池碳支持。使用原子尺度的电子能量损失光谱成像，使催化剂的性能退化与颗粒/颗粒间形态，颗粒-载体相互作用和近表面化学组成的变化的相关性。我们发现，催化剂在正常燃料电池操作条件下的老化（从+0.6 V到+1.0 V的电位扫描30，000次循环）引起纳米颗粒的粗化，主要是通过聚结，这反过来导致性能损失。发现所观察到的聚结事件是在电势循环期间纳米颗粒在碳载体上迁移的结果。这种方法提供了详细的见解如何纳米催化剂降解发生在质子交换膜燃料电池（PEMFC），并建议，最小化的颗粒运动可以潜在地减缓颗粒的粗化，以及相应的性能下降。
2011-12-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Reduced thermal stability of antiferromagnetic nanostructures
反铁磁材料在新型自旋电子学中具有广阔的应用前景。评估反铁磁纳米结构对热激发的稳定性是设计具有高信息密度的器件的一个关键方面。在这里，我们使用理论计算和数值模拟，以确定在超顺磁极限的反铁磁纳米粒子的平均开关时间。结果表明，在低吉尔伯特阻尼的限制下，与铁磁颗粒相比，热稳定性急剧降低，这归因于尝试频率的交换增强。它讨论了如何系统参数必须被设计，以优化反铁磁纳米粒子的开关速率。
2019-08-27 cond-mat.mes-hall
On the detection of surface spin freezing in iron oxide nanoparticles and its long-term evolution under ambient oxidation
与表面自旋冻结（SSF）相关的交换偏置效应通常在氧化铁纳米颗粒中发现，而低场温度相关磁化曲线中的SSF签名则很少报道。在这里，我们提出了类似大小（~ 8 nm直径）的颗粒合成的磁铁矿（样品S1）和磁赤铁矿（样品S2）的方法，以及长期（4年）的样品在环境条件下老化对这些性能的影响的致密组件的磁性能。不同样品（新鲜或老化）状态的交换偏置场的大小被发现与（a）在低场记录的异相交流磁化率或零场冷却（ZFC）直流磁化中检测到的低温驼峰特征信号SSF转变是否相关，以及（b）在高场记录的FC和ZFC曲线之间的不可逆性的突出性。样品S1的磁化强度比S2低，S1中的SSF效应最大，这些效应随老化时间的延长而减弱，但仍大于S2中的SSF效应，而S2中的SSF效应受老化时间的影响要小得多。由于自旋无序在S1的非饱和分量也减弱与老化，伴随着，我们推断，在超自旋和有序的纳米粒子核心的半径的增加。X射线衍射和穆斯堡尔谱学提供了两个老化样品中磁赤铁矿样化学计量的指示，以及相对于老化S2，老化S1中较厚的无序颗粒壳（分别根据衍射和穆斯堡尔的晶体学无序和自旋无序）。SSF的效果与老化S1的显着减少是由于（长期）过渡，造成环境氧化，从磁铁矿样磁赤铁矿样化学计量，和随之而来的软化自旋无序壳各向异性…
2020-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Size-induced Exchange Bias in Single-phase CoO Nanoparticles
本研究发现单相CoO纳米颗粒随尺寸减小会出现两种磁相，其交换偏置效应源于反铁磁核与无序表面自旋壳层的交换耦合，揭示了尺寸效应对磁有序的调控作用。
2024-04-12 cond-mat.mes-hall
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
Control of magnetism in cobalt nanoparticles by oxygen passivation
我们报道了具有反铁磁氧化物覆盖层的铁磁钴纳米球的制备及其对磁性变化的影响。在有机表面活性剂存在下，通过热分解羰基钴制备了六方晶系钴纳米球。将由此制备的球形纳米颗粒氧化以在钴球顶部生长不同组成和厚度的反铁磁层。高分辨率透射电子显微镜证实生长的Co 3 O 4在一种情况下，在另一种情况下，CoO。由于Co-CoO体系的核壳结构，导致了强的交换各向异性和矫顽场的增强。另一方面，在Co-Co_3 O_4体系中仅观察到边际改善。还观察到低温顺磁行为，这在氧化物壳中的晶体缺陷的框架中被解释。
2009-08-06 cond-mat.mes-hall
Thermally Activated Magnetization and Resistance Decay during Near Ambient Temperature Aging of Co Nanoflakes in a Confining Semi-metallic Environment
我们报告的观察磁性和电阻老化的自组装纳米粒子系统中产生的多层Co/Sb三明治。老化衰减的特点是由一个初始的缓慢衰减，然后是一个更快速的衰减在磁化和电阻。对于沉积在35 $^oC$的样品，衰减很大，几乎占磁化强度的70%和电阻的40%。对于以50 $^oC$沉积的样品，磁化衰减占磁化的$\sim 50%$和电阻的50%。在衰减的更快部分期间，衰减的斜率的斜率改变符号，并且该拐点可以用于提供特征时间。在$35 ^oC$沉积的样品中，特征时间具有强烈的系统性温度依赖性，范围从400 K的$\sim1$ x $10^2 s$到320 K的$\sim3$ x $10^5 s$。对于给定的老化温度，在50 $^oC$下沉积的样品显示出特征时间的7-8倍增加（与$35 ^oC$样品相比），表明该时间尺度可以是可调的。温度标度和时间标度都在潜在有用的范围内。老化前的扫描隧道显微镜（STM）显示Co以纳米级薄片形式形成。在老化过程中，纳米片熔化并以各向异性的方式彼此迁移，形成细长的Co纳米线。这种老化行为发生在封闭的Sb层的封闭环境中。特征时间与老化温度的关系符合阿克里尼乌斯定律，表明活化动力学。
2011-10-12 cond-mat.mes-hall
Peculiarities of the stochastic motion in antiferromagnetic nanoparticles
反铁磁（AFM）材料广泛用于自旋电子器件中作为被动元件（用于铁磁层的稳定）和作为主动元件（用于信息编码）。在这两种情况下，不同AFM状态之间的切换在很大程度上取决于环境噪声。本文在广义坐标和动量相空间中导出了AFM矢量的随机Langevin方程和相应的分布函数的Fokker-Planck方程。热噪声由与AFM粒子的动态磁化强度相互作用的随机δ相关磁场来模拟。我们详细分析了一个特殊的情况下，共线补偿原子力显微镜的存在下的自旋极化电流。得到了亚临界和超临界两个平衡态（静态和稳态）附近简正模的能量分布函数，表明AFM矢量的噪声诱导动力学与铁磁体中磁化强度矢量的噪声诱导动力学具有相似性.
2012-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
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
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
Shape-dependent exchange bias effect in magnetic nanoparticles with core-shell morphology
我们研究了具有铁磁（FM）核-反铁磁（AF）壳形态的立方体和球形纳米颗粒的低温等温磁滞，以阐明交换偏置效应对颗粒形状和核-壳界面处结构缺陷的敏感性。我们使用一个经典的海森堡哈密顿量与单轴各向异性的磁结构模型和模拟的磁滞回线使用大都会蒙特卡罗算法。对于具有几何尖锐界面的纳米颗粒，我们发现立方体比相同尺寸的球体具有更高的介电常数和更低的交换偏置场。随着界面粗糙度的增加，特征场的形状依赖性逐渐衰减，最终，立方和球形颗粒之间的区别是失去了适度粗糙的界面。交换偏置场对界面微观结构细节的敏感性通过将偏置场与AF壳的净矩（Heb = bMAF + Ho）相关联的比例因子（b）来量化。立方颗粒表现出较低的灵敏度的净界面矩的分散值。
2015-08-07 cond-mat.mes-hall
Size-dependent magnetization fluctuations in NiO nanoparticles
研究了NiO纳米颗粒的有限尺寸和表面粗糙度对磁化强度的影响。由于这些效应，反铁磁纳米颗粒产生大的磁矩。在没有表面粗糙度的情况下，磁矩对颗粒尺寸$R$具有非单调和振荡依赖性，波动幅度随$R$线性变化。在计算净磁矩时，粒子的几何形状也很重要。扁球体形状的颗粒通过增加颗粒的扁率而显示出净磁矩的增加。然而，与各种尺寸的实验值相比，由此计算的磁矩值非常小，这表明体反铁磁结构可能无法保持在表面附近。我们将在两种不同的方式的表面粗糙度;一个有序的表面与表面自旋内的表面粗糙度壳对齐由于内部字段，和一个无序的表面与随机取向的自旋内表面粗糙度壳。采用变分方法，我们发现，核心的相互作用强度被修改为非平凡值的$Δ$，这是一个签名的多亚晶格有序的纳米粒子。表面粗糙度尺度$Δ$也显示出尺寸依赖性波动，具有包络衰减$Δ\sim R^{-1/5}$。对于不同尺寸的样品，利用球形和有序表面计算的净磁矩值与实验值接近。
2010-07-14 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
A core-shell-surface layer model to explain the size dependence of effective magnetic anisotropy in magnetic nanoparticles
磁性纳米颗粒（NPs）的有效磁各向异性Keff的颗粒尺寸（D）依赖性通常显示Keff随着D的减小而增加。这种依赖性通常使用等式来解释：Keff = Kb +（6 Ks/D）其中Kb和Ks分别是体状芯和表面层中自旋的各向异性常数。在这里，我们表明，这个模型是不足以解释所观察到的尺寸依赖性的Keff为较小的纳米粒子与D < 5 nm。相反，磁赤铁矿（γ-Fe 2 O3）、NiO和Ni的NP的结果最好通过上述模型的扩展来描述，导致由Keff = Kb +（6 Ks/D）+Ksh{[1-（2d/D）]^（-3）-1}给出的变化，其中最后一项是由于具有各向异性Ksh的厚度d的壳中的自旋。该模型对三种不同磁性纳米粒子体系（亚铁磁性γ-Fe 2 O3、铁磁性Ni和反铁磁性NiO）的验证表明，该模型可能适用于所有磁性纳米粒子。
2017-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Monte Carlo investigation of a spherical ferrimagnetic core-shell nanoparticle under a time dependent magnetic field
采用基于Metropolis算法的蒙特卡罗模拟，成功地分析了具有反铁磁界面耦合的自旋为1的壳层和自旋为3/2的核-壳纳米粒子系统在随时间变化的振荡磁场作用下的动态相变性质.已经发现，动态相边界强烈地依赖于哈密顿参数，例如对于高振幅和周期值的外场，相变温度急剧变化，而它往往缓慢地改变作为减少的幅度的层间参数$\mathrm{J_{int}/J_{sh}}$增加。在一定条件下，粒子的磁化曲线可分为P型、N型和Q型三种类型。人们也花了很大的努力来研究颗粒尺寸对颗粒的热性能和磁性能的影响。最后，我们的观察结果与最近发表的研究，包括动态处理的纳米立方核壳系统的比较表示，研究结果表明，存在着一些相对明显的差异，定性良好的协议。
2013-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Controlling Dipolar Interaction Effect in Two-Dimensional Magnetic Nanostructures
利用数值模拟研究了二维纳米粒子系综（$l^{}_x\times l^{}_y$）中的面外无序强度$Δ$、偶极相互作用强度$h^{}_d$对磁性的影响.这种位置缺陷在实验中被大量观察到。超顺磁特性是占主导地位的可忽略的和弱的相互作用强度$h^{}_d$，不考虑$Δ$和系统的纵横比$A^{}_r=l^{}_y/l^{}_x$。在正方形纳米颗粒的测定中，双回路磁滞曲线，反铁磁耦合占主导地位的特征，出现大的$h^{}_d$和$Δ(\%)\leq5$。值得注意的是，足够强度的偶极相互作用驱动从反铁磁到铁磁的磁序，具有大的$Δ$和$A^{}_r\leq4.0$，导致磁滞回线面积的增强。另一方面，在具有巨大$A^{}_r$的系统中，铁磁耦合随着$h^{}_d$而增加。因此，滞后回线是巨大的，即使具有中等的$h^{}_d$。矫顽场$μ^{}_oH^{}_c$、剩磁$M^{}_r$和热释放量$E^{}_H$（由于磁滞）随这些参数的变化也表明了自然偶极相互作用的转变。即使是大的$h^{}_d$和小的$A^{}_r$，它们也是显著的，表明反铁磁耦合占主导地位。有趣的是，由于铁磁相互作用，$Δ$和大$h^{}_d$的这些增强。值得注意的是，即使在高度各向异性系统中具有中等的$h^{}_d$并且外部场沿着样品的长轴，它们也是非常显著的。这些结果可以帮助实验者解释在这种系统中观察到的不寻常的磁滞特性，并且在数…
2021-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Disorder-Induced Complex Magnetization Dynamics in Planar Ensembles of Nanoparticles
利用数值模拟研究了纳米粒子二维（$l^{}_x\times l^{}_y$）组装体中磁弛豫特性与面外位置无序强度$Δ(\%)$的关系.这种缺陷在实验制造的纳米结构中被大量观察到，导致不寻常的磁化动力学。对于小且可忽略的偶极相互作用强度$h^{}_d\leq0.2$，磁化强度呈指数衰减。在这种情况下，磁化弛豫不依赖于$Δ$和纵横比$A^{}_r=l^{}_y/l^{}_x$，如预期的。在类正方形MNP系综和完全有序体系（$Δ(\%)=0$）中，随着$h^{}_d$的增加，磁化强度迅速弛豫.因此，有效Néel弛豫时间$τ^{}_N$随着$h^{}_d$而减小。足够强度的偶极相互作用促进这种系统中的反铁磁耦合，导致快速磁化衰减。值得注意的是，面外无序激发磁矩在大$h^{}_d$存在下发生铁磁相互作用，即使在MNP的方形组装中也是如此。结果，磁化弛豫减慢，导致在这种情况下随着$Δ$和$h^{}_d$的增加，$τ^{}_N$单调增加。值得注意的是，在具有大$h^{}_d$的高度各向异性系统中存在延长的磁化衰减。在这种情况下，偶极相互作用沿系统的长轴诱导铁磁耦合。因此，对于大的$h^{}_d$，磁化停止作为时间的函数弛豫，而与无序强度$Δ(\%)$无关。本工作可以提供一个具体的理论基础，以解释在实验中观察到的意外松弛行为。这些结果在数字数据存储和基于自旋电子学的应用中也是有益的，其中这种纳米结…
2021-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetization Reversal in Two-dimensional Ensemble of Nanoparticles with Positional Defects
本研究通过模拟二维磁性纳米颗粒系综，发现偶极相互作用、各向异性轴取向和位置缺陷共同调控磁化弛豫与反转，为自旋电子学材料设计提供指导。
2021-11-22 cond-mat.mes-hall 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
Magnetic Relaxation in Two Dimensional Assembly of Dipolar Interacting Nanoparticles
使用两个能级近似的能量势垒，我们进行了广泛的动力学蒙特卡罗模拟探测的弛豫特性在一个二维（$L^{}_x\times L^{}_y$）阵列的磁性纳米粒子作为偶极相互作用强度$h^{}_d$，纵横比$A^{}_r=L^{}_y/L^{}_x$，和温度$T$的函数。在弱偶极相互作用（$h^{}_d\approx0$）和相当高的温度下，磁弛豫遵循Néel Brown模型。有趣的是，足够强度的偶极相互作用被发现在正方形排列的MNP（$A^{}_r=1.0$）中诱导反铁磁耦合，导致与$h^{}_d$的磁弛豫的紧固。甚至在$A^{}_r<100$高于特定偶极相互作用强度$h^{\star}_d$的情况下，也存在弛豫的快速增加，这用$A^{}_r$得到增强。值得注意的是，对于高度各向异性的系统，如线性链的MNP，$h^{}_d$的磁弛豫有减慢。这是因为在这种情况下，偶极相互作用诱发铁磁相互作用。热涨落对弛豫特性也有很大的影响。在弱偶极极限的情况下，由于热涨落的增强，$T$的磁化强度迅速弛豫。磁弛豫的偶极相互作用和纵横比的影响也清楚地表明在Néel弛豫时间$τ^{}_N$的变化。在强偶极相互作用（$h^{}_d>0.3$）和$A^{}_r=1.0$存在下，对于给定温度，$τ^{}_N$随$h^{}_d$降低。另一方面，对于巨大的$A^{}_r$ $(>100)$，使用$h^{}_d$的$τ^{}_N…
2021-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Relaxation in Ordered Assembly of Magnetic Nanoparticles
利用计算机模拟研究了磁性纳米颗粒（MNP）二维（$l^{}_x \times l^{}_y$）阵列的弛豫特性随纵横比$A^{}_r=l^{}_y/l^{}_x$、偶极相互作用强度$h^{}_d$和各向异性轴取向的变化。假设所有MNP的各向异性轴具有相同的方向，$α$是取向角。无论$α$和$A^{}_r$如何，磁化衰减曲线的函数形式都与$h^{}_d\leq0.2$完全指数衰减。在$h^{}_d\approx0.4$处存在弛豫行为的转变;对于$α\leq45^\circ$，磁化弛豫缓慢;对于$α>45^\circ$，磁化弛豫迅速。有趣的是，无论$α$如何，它对$h^{}_d>0.6$都迅速衰减。这是因为偶极相互作用在这种情况下促进反铁磁耦合。在高各向异性体系（$A^{}_r\geq25$）中，$α$对磁弛豫有很强的影响.有趣的物理学在一个巨大的纵横比$A^{}_r=400$的情况下展开。有一个快速衰减的磁化与$α$，即使是弱相互作用的MNP。值得注意的是，由于铁磁耦合占主导地位，即使$h^{}_d=0.4$和$α=0^\circ$具有中等值，磁化强度也不会放松。令人惊讶的是，存在从饱和（+1）到$-1$状态的完全磁化反转。在这种情况下，偶极场和各向异性轴倾向于彼此反平行地对准。对于小的$h^{}_d$和$A^{}_r\leq25.0$，有效Néel弛豫时间$τ^{}_N$弱依赖于$α…
2021-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nanosize effect: Enhanced compensation temperature and existence of magneto-dielectric coupling in SmFeO3
在过渡金属氧化物中，由大的表面积与体积比引起的量子限制常常在纳米尺度下产生新颖的物理化学性质。它们的尺寸依赖性在不同领域具有潜在的应用，包括治疗学、成像、电子设备、通信系统、传感器和催化。我们分析了弱铁磁性SmFeO 3纳米粒子的结构，磁性，介电和热性能的大小约为55 nm和500 nm。纳米尺寸的颗粒表现出几个独特的功能，既没有观察到在其较大尺寸的变体，也没有以前的单晶报道。特别是，对于55 nm的颗粒，我们观察到六倍的增强补偿温度，在550至630 K的温度范围内，由于自旋钉扎，并耦合反铁磁-铁电转变，直接观察到的介电常数的敏感性不寻常的上升。
2017-06-29 cond-mat.mes-hall
