Surface-mode-assisted amplification of radiative heat transfer between nanoparticles
我们表明，两个纳米粒子之间的辐射热通量可以显着放大时，它们被放置在附近的平面基板支持表面共振。在介电纳米颗粒的情况下，放大因子超过两个数量级，而在金属纳米颗粒的情况下，放大因子较低。我们分析了这种效果如何取决于频率和粒子表面的距离，通过清楚地识别产生放大的表面模式的签名。最后，我们展示了在基底顶部存在石墨烯片如何通过在金属纳米颗粒的情况下也可以放大两个数量级来修改效果。这种长程放大效应在纳米粒子网络的热弛豫动力学中起着重要的作用。
2018-04-25 cond-mat.mes-hall
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
Estimating the heating of complex nanoparticle aggregates for magnetic hyperthermia
本文通过计算机模拟研究了不同尺寸和分形几何特征的磁性纳米颗粒聚集体在磁热疗中的加热性能，发现从中小聚集体起单颗粒平均释热趋于稳定，并量化了聚集导致的加热功率降低，为基于实验测定的纳米颗粒特性估算体内加热效果提供了依据。
2022-07-29 cond-mat.mes-hall physics.med-ph
Shape-dependence of near-field heat transfer between a spheroidal nanoparticle and a flat surface
我们研究了近场和远场距离下球形金属纳米颗粒和平面金属样品之间的辐射传热。特别是，我们调查的形状依赖的近场制度的传热。与球形颗粒相比，当颗粒变形以使其体积保持恒定时，热传递通常以1/2和2之间的因子变化。这些估计有助于量化由近场扫描热显微镜记录的实际热传递的偏差，该偏差来自假设完美球形传感器的偶极子模型所提供的值。
2011-03-25 cond-mat.mes-hall
Radiative Heat Transfer Between Core-Shell Nanoparticles
在具有核-壳纳米颗粒的系统中的辐射热传递不仅可以表现出其组分的不同物理性质的组合，而且还可以表现出由核和壳组分的协同性质引起的进一步增强的性质。我们研究了两个核壳纳米颗粒（CSNPs）之间的热导。电、磁偶极矩对热导的贡献敏感地依赖于核和壳的材料，并可通过核尺寸和壳厚度进行调节。我们预测Au@SiO2 CSNP二聚体中的辐射传热（即，二氧化硅涂覆的金纳米颗粒）与裸Au纳米颗粒相比可以增强几个数量级。然而，SiO2@Au CSNP之间的传热可能减少几个数量级（即，二氧化硅作为核和金作为壳）的纳米颗粒的比未涂覆的SiO2纳米颗粒的更大的密度。
2018-10-03 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Giant resonant radiative heat transfer between nanoparticles
我们发现，周期性的多层结构允许大幅提高纳米粒子之间的近场辐射传热。特别地，当两个纳米颗粒放置在多层结构的每一侧上时，在相同的颗粒间距离下，所得的热传递比不存在多层结构的情况高五个数量级以上。这种增强发生在一个广泛的距离范围内，是由于这样的事实，即中间多层结构支持双曲声子极化激元的关键特征，即I型和II型Reststrahlen带的边缘频率彼此一致，在一个非常接近粒子共振的值。这允许与纳米颗粒共振的非常高k的消逝模式。我们的预测可能与纳米级能源的有效管理有关。
2019-07-26 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
Limitations on the number of plasmons in nanoparticles
在这封信中，我们解决了等离子体纳米粒子中发生的热过程。我们确定在这样的纳米粒子的等离子体激元激发所产生的热量产生的约束。考虑到金属损耗的温度依赖性，我们预测存在的等离子体激元在纳米粒子的临界数量。我们还允许环境的导热系数和Kapitza热边界电阻的温度依赖性。我们发现，后者可以主导系统中的整体热阻。还考虑了由电力作用引起的强度限制。所得结果为等离子体工程中的热量和强度管理提供了手段。
2013-08-04 cond-mat.mes-hall
Temperature of a nanoparticle above a substrate under radiative heating and cooling
控制涉及纳米颗粒和衬底的结构中的温度是涉及微和纳米级传热的应用的关键问题。我们研究了在单色光照射下，以热辐射作为唯一的热损失通道，单个纳米粒子与平板基底相互作用的热行为。我们开发了一个模型来计算纳米粒子的温度，基于一个有效的偶极极化率的方法。使用数值模拟，我们彻底调查影响纳米颗粒温度的各种参数的影响，如纳米颗粒到衬底的间隙距离，入射光的波长和偏振，或材料的共振。这项研究提供了一个工具，热表征和设计的微或纳米尺度系统耦合基板与纳米粒子或光学天线。
2017-02-01 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph physics.optics
The effect of rotation on the heat transfer between two nanoparticles
量子化两个纳米粒子的电磁真空和介质场，研究它们之间的热传递。其中一个粒子被认为以角速度$ ω_0 $旋转。讨论了旋转对旋转纳米粒子吸收热功率的影响。角速度远小于弛豫频率$ Γ$的的结果与静态纳米颗粒一致，然而，与弛豫频率相比，增加角速度$ ω_0 $的弛豫频率的双$ (ω_0\geqslant Γ) $产生两个边带的吸收热功率的频谱。众所周知的近场和远场效应进行了研究，它表明，在远场的边带峰是相当大的频谱的主峰频率相比。
2017-11-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Self-heating effects of the surface oxidized FeCo nanoparticles colloid under alternating magnetic field
为了研究FeCo磁性纳米粒子的自热效应，采用共沉淀法结合还原反应合成了表面氧化的FeCo纳米粒子，并对其进行了热处理。合成的FeCo纳米颗粒的平均直径约为39 nm，氧化壳厚度约为4-5 nm。在300 K时，样品的饱和磁化强度和矫顽力分别为172 emu/g和268 Oe。在76、102和127 Oe的交变磁场下测量FeCo磁性胶体的热升高，可选择频率为190、250和355 kHz。在127 Oe和355 kHz下，加热温度从初始温度24 oC上升到45 oC，比吸收率达到35.7 W/g。
2016-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Near-field radiative heat transfer between twisted nanoparticle gratings
研究了两个扭曲的有限尺寸极性介质纳米颗粒光栅之间的近场辐射换热。与以前的研究相同的配置，我们不依赖于任何近似的有效介质理论来描述光栅。利用全多体辐射传热理论研究了光栅的尺寸、间距和相对取向对辐射热流的影响。通过改变扭转角$θ$，我们表现出显着的热导$G(θ)$的振荡，由于光栅的正方形和圆形的尺寸效应。光栅之间的距离和扭曲相关的耦合占辐射热传导的强烈和特征调制与能量管理，传感和NEMS/MEMS器件的影响。
2020-08-08 cond-mat.mes-hall
Resonant enhancement of the near-field radiative heat transfer in nanoparticles
我们数值研究了静态磁场辅助下球形InSb纳米颗粒与SiC平面之间的辐射换热。通过改变所施加的磁场的值，纳米球的介电函数由于磁等离子体激元的激发而变得各向异性。在偶极近似中，粒子的等离子体共振分裂成两个额外的卫星共振，随着场的增加，它们向更高和更低的频率移动。当其中一个粒子共振与SiC表面的声子极化激元频率重叠时，获得两个数量级的传热增强。为了理解调谐的辐射传热，我们提出了一个详细的分析的性质的模式，可以激发（表面，散装，双曲线）。
2022-03-06 cond-mat.mes-hall
The radiative heat transfer between a rotating nanoparticle and a plane surface
基于微观的方法，我们提出了一个拉格朗日的组合系统的旋转电介质纳米粒子以上的平面表面的电磁真空波动的存在下。在正则量子化的框架下，在描述纳米颗粒和具有平面界面的半无限电介质的电介质场的存在下，电磁真空场被量子化。当纳米粒子的旋转频率为零或远小于其弛豫频率时，得到了旋转纳米粒子吸收的辐射热功率，其结果与前人的结果一致。从转动频率的角度重新考察和讨论了近场效应。由纳米颗粒吸收的辐射热功率为众所周知的峰值频率，绘制在旋转频率方面，显示出类似于由弛豫频率的临界频率周围的相变的有趣的效果。
2015-06-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Heat release in clusterization of nanoparticles
我们表明，纳米晶体的熔化温度的尺寸依赖性的效果可以用来管理异常的纳米晶体的热力学性质在预熔范围。例如，如果纳米晶体的温度接近熔点，则它们的机械接触应导致温度的变化和一些热的释放。我们讨论了从低温介质中提取热能的“热泵”结构的基本可能性。
2009-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-trivial topological structure of heat and momentum flux radiated by magneto-optical nanoparticles
在本信中，我们调查的热磁光纳米粒子在其周围的外部磁场的作用下辐射的热量和动量通量。我们发现，磁通线循环在一个封闭的区域在纳米距离的颗粒周围的轴的磁场在一个漩涡状的配置。此外，我们还证明了这些涡旋的空间取向（顺时针或逆时针）与拓扑荷m = +1或m = -1的光共振对热辐射的贡献有关。这项工作铺平了道路的磁光粒子晶格中的热量和动量输运的几何描述。此外，它可以在能量存储领域以及纳米级的热管理中具有重要的应用。
2018-02-26 cond-mat.mes-hall
A coupled harmonic oscillator model to describe the near-field radiative heat transfer between nanoparticles and planar surfaces
当由支持表面模式的材料制成的两个物体彼此紧密接近，使得它们之间的真空间隙小于辐射的热波长时，表面模式之间的耦合为发生热传递提供了重要的通道，这不同于由长距离传播的电磁波介导的热传递。事实上，热传递超过普朗克黑体极限几个数量级，因此已被用于几个能源应用，如近场热光伏系统。这种近场辐射热交换已被传统地和成功地描述使用波动电动力学原理。在这里，我们描述了一个交替耦合谐振子模型的方法，可用于模拟表面模式之间的耦合，从而产生的近场热传递。我们应用这一理论来估计近场热传递的配置的两个金属纳米颗粒和两个平面金属表面和比较的结果与波动电动力学理论的预测。
2018-10-05 cond-mat.mes-hall
Validity of kinetic theory for radiative heat transfer in nanoparticle chains
在支持表面极化激元的密集纳米颗粒链中，近场电磁耦合导致集体效应和超普朗克热辐射交换。研究人员主要使用两种分析方法来计算这些系统中的辐射热传递：波动电动力学，它直接将波动的热流纳入麦克斯韦方程组，以及动力学方法，其中色散关系为玻尔兹曼输运方程提供模式和传播长度。在这里，我们比较两种方法的结果，以确定制度中的动力学理论是有效的，并解释不同的结果在其有效性的文献。使用这两种方法，我们计算纳米颗粒链的扩散辐射热导率。我们表明，动力学理论是有效的，波动电动力学的预测相匹配时，传播长度大于粒子间距。
2019-04-17 cond-mat.mes-hall
Heat transfer between nanoparticles: Thermal conductance for near-field interactions
我们分析了两个纳米粒子之间的热传递，分开的距离躺在近场域中的能量交换是由于库仑相互作用。通过假设粒子具有电荷分布来计算热导，该电荷分布的特征在于在两个不同温度下与热浴平衡的波动多极矩。这个量来自多极矩波动的波动耗散定理（FDT）。我们比较的行为的电导作为粒子之间的距离的函数与通过分子动力学模拟得到的结果。提出的形式主义，使我们能够提供一个全面的解释显着增长的电导时，减少纳米粒子之间的距离。
2008-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Classical to quantum transition of near-field heat transfer between two nanoparticles
用非平衡格林函数方法研究了两个二氧化硅团簇之间的传热。在4 μ m和3倍团簇尺寸之间的间隙范围内，热导率降低，正如表面电荷-电荷相互作用所预测的那样。在团簇尺寸的五倍以上，体积偶极-偶极相互作用占主导地位。最后，当距离变得小于4 μ m时，两个团簇的电子共享的量子相互作用发生。这种量子相互作用由于强相互作用而导致相邻团簇之间的热耦合急剧增加。这项研究最后提供了一个辐射和热传导之间的过渡小于几个纳米的间隙的描述。
2014-02-25 cond-mat.mes-hall
Comments on ""Hot" electrons in metallic nanostructures -- non-thermal carriers or heating?" and "Assistance of metal nanoparticles to photo-catalysis -- nothing more than a classical heat source"
预印本arXiv：1810.00565和Light：Science & Applications（2019）中的论文的作者，Y。杜比和Y. Sivan对我们的几篇论文发表了一些错误和不一致的评论。此外，该论文发表在Faraday Discuss. 214，215-233（2018）由相同的作者也包含与我们的工作关系的几个错误的陈述。此外，作者在他们的评论中提到了我们的工作中实际上没有的特征。在下文中，我们对他们歪曲或错误解释我们发表的工作的一些具体问题提出更正。
2020-10-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Near-field heat transfer between a nanoparticle and a rough surface
在这项工作中，我们专注于表面粗糙度校正纳米粒子和粗糙表面的材料之间的近场辐射传热利用直接微扰理论高达二阶的表面轮廓。我们讨论了不同的距离制度的局部态密度以上的粗糙材料和热通量的分析和数值。我们表明，热传递率是大于对应于一个平坦的表面在短距离。在较大的距离，它可以变得更小，由于表面极化激元散射的粗糙表面。对于远小于表面轮廓的相关长度的距离，我们表明，结果收敛到一个接近近似，而在相反的限制，粗糙的表面可以被替换为一个等效的表面层。
2011-03-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Radiative heat transfer between metallic nanoparticle clusters in both near field and far field
微-纳米体系在热科学与技术中有着广泛的应用。在稠密颗粒系统中，颗粒间距可能小于特征热波长，近场效应将显著，成为影响系统热辐射传递的关键因素。在这项研究中，两个金属纳米粒子团簇之间的辐射传热（RHT）进行了探索，使用多体辐射传热理论实现的耦合电和磁偶极子（CEMD）的方法，有效地考虑到金属纳米粒子的磁极化对热交换的贡献。重点分析了磁极化和多体相互作用对RHT的影响。分析了团簇的分形维数和相对取向对团簇结构的影响。结果表明，磁极化涡流焦耳耗散的贡献占主导地位的银纳米粒子团簇之间的RHT。如果只考虑电极化的强度（EP方法），与CEMD方法相比，在近场和远场区域的热导率将被低估。在室温下，MBI对Ag纳米颗粒团簇之间的RHT的影响不明显，这与SiC纳米颗粒团簇有很大不同。对于后者，MBI倾向于显著抑制RHT。对于具有花边结构的团簇，当团簇间距在近场时，相对取向对团簇的辐射热流有显著影响。而在远场，相对方位和分维对辐射热流的影响都很小。这一工作将有助于对稠密颗粒体系热输运的理解。
2019-01-27 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
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
Rotation-induced significant modulation of near-field radiative heat transfer between hyperbolic nanoparticles
研究了旋转各向异性hBN和MoO3纳米粒子对近场辐射换热的调制作用。计算了不同粒子取向下的光谱热功率、总热功率和电场能量密度。数值计算结果表明，当MoO3纳米粒子半径为40 nm，禁带距离为200 nm时，MoO3纳米粒子的调制因子可达12000，是现有技术的10倍，不同取向的局域双曲声子极化激元（LHPPs）的激发使得MoO3纳米粒子具有良好的调制性能.由于II型双曲线带中的LHPP对颗粒取向的不敏感性，hBN NP的调制因子为5.9。这不仅为粒子系统中NFRHT的调制提供了一种新的方法，也为探索各向异性介质的辐射换热特性奠定了基础。
2021-11-01 cond-mat.mes-hall physics.optics
Photo-to-heat conversion of broadband metamaterial absorbers based on TiN nanoparticles under laser and solar illumination
本文从理论上研究了TiN纳米粒子在聚二甲基硅氧烷（PDMS）中的随机混合超柔性材料的光热加热。由于TiN纳米颗粒的等离子体性质，入射光在宽带范围（300-3000 nm）内被完全吸收，从而在这些超材料内产生热量。在不同强度的808 nm近红外激光照射下，我们预测的温升作为时间的函数与最近的实验数据吻合得很好。对于给定的激光强度，温度升高随着TiN纳米颗粒的浓度而非单调地变化，因为随着添加等离子体纳米结构而增强的热导率和吸收的能量导致对加热过程的相反影响。当该模型扩展到太阳能加热，光热行为定性相似，但温度升高小于13 $K$。本文的研究结果对今后宽带理想吸收体光热转换的实验研究具有指导意义。
2023-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Metasurface-mediated anisotropic radiative heat transfer between nanoparticles
超材料表面是超材料的二维对应物，由于其具有负折射、双曲色散、易逝谱控制等优良特性，近年来引起了人们的广泛关注。在这项工作中，我们提出了一个理论模型的近场辐射热传递（NFRHT）在两个纳米粒子之间的各向异性超颖表面的存在。具体来说，我们将超颖表面设置为石墨烯条（GS）的阵列，因为它是实现任何超颖表面拓扑的理想平台，从各向同性到双曲传播。我们表明，两个纳米颗粒之间的NFRHT不仅可以显着放大，当它们被放置在GS附近，但也被调节了几个数量级。在这种结构中，各向异性的表面等离子体激元（SPPs）支持的GS被激发，并提供了一个新的通道的近场能量传输。我们分析了两个纳米粒子之间的电导如何取决于GS的取向，结构参数和化学势，颗粒表面或颗粒表面的距离，通过清楚地识别各向异性SPP的特性，如色散关系，传播长度和衰减长度。我们的研究结果提供了一个强有力的方式来调节粒子系统中的能量传输，同时反过来，开辟了一条途径，探索各向异性光学性能的超颖表面的基础上测量的传热性能。
2019-03-20 cond-mat.mes-hall
Many-body effective thermal conductivity in phase-change nanoparticle chains due to near-field radiative heat transfer
本文结合多体辐射传热理论和傅里叶定律，研究了嵌入非吸收介质中的一维纳米粒子链的近场辐射传热，发现VO$_2$相变、多体相互作用（MBI）和宿主介质介电常数显著影响有效热导率（ETC），且强MBI可增强致密链的ETC。
2020-11-13 cond-mat.mes-hall
Heat Transfer Through Near-Field Interactions in Nanofluids
使用Landauer-Buttiker理论，我们计算了在宿主流体中紧密间隔的纳米颗粒的一维阵列中与等离子体激元模式相关的热导。我们的数值模拟表明，粒子之间的近场相互作用对纳米粒子胶体溶液（纳米流体）的热导率的影响可以忽略不计。
2008-01-24 cond-mat.mes-hall
Heat radiation and transfer for nanoparticles in the presence of a cylinder
本研究基于电磁格林张量分析无限长圆柱体对纳米颗粒热辐射与传递的调控作用，揭示了几何构型、材料及方位角的影响规律，发现圆柱体相较同半径球体具有更强的热流阻挡效应。
2024-03-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Radiative heat transfer and radiative thermal energy for 2D nanoparticle ensembles
在多体辐射传热理论框架下，研究了二维纳米粒子系综的辐射传热与辐射热能，揭示了多体相互作用对热导及热导率谱的定性与定量影响，并推导了包含磁场贡献的坡印廷矢量表达式以准确描述金属纳米粒子辐射。
2020-07-25 cond-mat.mes-hall physics.optics
Learning from Nature to Improve the Heat Generation of Iron-Oxide Nanoparticles for Magnetic Hyperthermia Applications
磁性纳米粒子的性能与其结构、平均粒径和磁各向异性密切相关。此外，合奏提供了一种独特的方式工程磁响应通过修改粒子之间的偶极相互作用的强度。在这里，我们报告的实验和理论分析磁热疗，一个快速发展的技术在医学研究和肿瘤学。在实验中，我们证明了类似细菌磁小体的单域立方氧化铁颗粒与类似大小的球形颗粒相比具有优越的磁加热效率。原子水平的蒙特卡罗模拟证实了与球形颗粒相比，立方颗粒具有更大的各向异性，从而证明了表面各向异性在提高加热功率中的有益作用。此外，我们建立了一个定量的联系之间的粒子组装，相互作用和加热性能。这一知识为改进热疗开辟了新的前景，这是传统癌症治疗的替代方案。
2013-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant-spin nonlinear response theory of magnetic nanoparticle hyperthermia: a field dependence study
理解高场振幅电磁热损失现象是非常重要的，特别是在生物医学领域，因为热输送治疗计划可能依赖于仅在低场振幅下有效的分析模型。在这里，我们开发了一个非线性响应模型有效的单域纳米粒子的更大的颗粒尺寸和更高的场振幅相比，线性响应理论。得到了非线性磁化强度表达式和广义热损失功率方程，并与假设巨自旋假设的随机Landau-Lifshitz-Gilbert方程的精确解进行了比较.该模型是有效的热疗治疗窗口内，并预测最佳颗粒尺寸和不同的热损失场振幅指数的移位。实验热疗数据与不同的铁氧体基纳米粒子，以及三次谐波磁化数据支持的非线性模型，这也有影响的磁性粒子成像和磁测温。
2017-02-07 cond-mat.mes-hall 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
Fluctuation-Electromagnetic Interaction between Rotating Nanoparticles. 2.Relativistic Theory
研究了考虑相对论延迟效应的两个电中性自旋粒子系统中的涨落电磁相互作用。粒子被假定为具有不同的温度被嵌入到加热的真空背景（光子气体）中。封闭表达式的自由能，摩擦力矩和传热率推导出和比较已知的静态结果和那些在静电限制无延迟。
2012-10-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Graphene-based thermal repeater
在这封信中，我们已经证明了通过打开一个光滑的传热通道来有效地传递两个纳米颗粒之间的辐射热通量的可能性。通过在纳米粒子表面包覆二氧化硅壳层和在基底表面修饰多层石墨烯片，纳米粒子附近激发的局域声子极化激元可以与基底附近的多个表面等离子体激元耦合，实现远距离的热传递。在远场区，热传递可以增强六个数量级以上，中继距离可以高达35倍。为实现远距离的能量调制或热通信提供了一种途径。
2019-12-27 cond-mat.mes-hall
Singular resonance in fluctuation-electromagnetic phenomena during the rotation of a nanoparticle near a surface
结果表明，在波动电磁现象（卡西米尔力，卡西米尔摩擦，辐射热产生）的半径为$R$旋转的球形纳米粒子的表面附近的奇异共振可以发生，附近的波动电磁效应强烈增强，即使在系统中存在耗散。当旋转频率$Ω$与$Ω\approx ω_1 + ω_2$的光子产生速率中的极点一致时，在粒子-表面分离$ d <d_0= R[3/4\varepsilon_1''(ω_1)\varepsilon_2''(ω_2)]^{1/3}$（其中$\varepsilon_i''(ω_i)$是粒子或介质在表面等离子体或声子极化子频率$ω_i$下的介电函数的虚部）处发生共振。这些极点是由于在反常多普勒效应的条件下粒子和表面之间的电磁波的多次散射而产生的，并且它们甚至在存在耗散的情况下也存在。对于$ d <d_0$，在依赖于颗粒旋转频率的情况下，卡西米尔力可以改变符号，即颗粒对表面的吸引力被排斥力取代。所获得的结果对于纳米技术可能是重要的。
2018-04-02 cond-mat.mes-hall
Radiative thermal switch exploiting hyperbolic surface phonon polaritons
我们研究了两个纳米粒子之间的辐射热通量在附近的自然双曲线材料hBN与其光轴平行的界面取向。我们表明，纳米粒子之间的热通量可以有效地调制时，由于耦合到hBN的高度定向的双曲表面模式旋转的纳米粒子。最后，我们讨论了这种效应的厚度和距离依赖性。
2021-06-24 cond-mat.mes-hall
Quantum Size Effect Exponential Heat Capacity in 4 nm Natural Nickel Nanolattice
量子尺寸效应引起的金属纳米颗粒在低温下的热容在79年前被预测为指数。然而，这一情况直到今天才得到报告。在挑战，我们在这里证明观察指数衰减的热容量，低于45.2 K，与量子跳跃，异常在4纳米自然组装的六方密堆积（hcp）晶格的镍纳米粒子;高磁场对这些功能的影响可以忽略不计。相反，磁磁化率揭示了量子尺寸效应随颗粒尺寸减小的演化。在30 K以下，它们的温度急剧上升，而在5 K以下则出现饱和现象.前者是由奇电子的类居里特性解释的，而后者则倾向于正交的类偶电子的情况。这些特性，归因于镍纳米粒子的合奏，将提供一个新的方向，在理解这一关键的热力学现象。
2016-10-06 cond-mat.mes-hall
Negative differential thermal conductance between Weyl semimetals nanoparticles through vacuum
本文研究了两种外尔半金属纳米颗粒间的近场辐射换热。数值结果表明，在该系统中可以获得负微分热导（NDTC）效应，即，当发射器温度固定时，热通量并不随接收器温度的升高而单调减小。具体地，当发射器的温度为300 K时，当接收器的温度为50 K或280 K时，热通量相同。NDTC效应归因于WSM的介电常数随温度变化的事实。进一步研究了两种WSM纳米粒子在不同温度下极化率的耦合效应，揭示了NDTC效应的物理机制。此外，两个Weyl WSM纳米颗粒之间的NFRHT可以通过激发局域等离子体激元和环形模式大大增强。这一工作表明，WSMs可能是操纵NFRHT的有前途的候选材料。
2022-05-25 cond-mat.mes-hall
Non-monotonic heat dissipation phenomenon in close-packed quasi-2D and 3D hotspot system
基于声子玻尔兹曼输运方程，研究了密排准二维纳米线和三维纳米长方体热点系统的瞬态热耗散。研究发现，与直觉相反，散热效率不是相邻纳米级热源之间距离的单调函数：当该距离与声子平均自由程相当时，散热效率达到最高值。这是由于两个热输运过程的竞争：声子从纳米级热源逃逸时的准弹道输运以及来自相邻纳米级热源的声子之间的散射。
2022-06-09 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Enhanced Interfacial Thermal Conductance between Charged Nanoparticle and Aqueous Electrolyte
本研究针对表面电荷与溶解离子对金属纳米颗粒-电解质界面传热影响研究不足的问题，通过平衡分子动力学模拟发现带电金纳米颗粒的Kapitza conductance可达不带电时的三倍，且提升幅度与润湿性等因素无关，其源于水密度偏移与反离子积累的共同作用。
2023-10-05 cond-mat.mes-hall
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
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
Scalable radiative thermal logic gates based on nanoparticle networks
我们讨论的逻辑门的热模拟系统的设计由一组纳米粒子。我们展示了通过控制其组件之间的近场辐射热交换来在亚微米尺度上执行NOT、OR、NOR、AND和NAND逻辑运算的可能性。我们还解决了重要的一点所发挥的作用的固有的非加性的辐射热传递的逻辑门的组合。这些结果为开发用于信息处理和热管理的紧凑型热电路铺平了道路，这也可以用量子点实现。
2020-02-21 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Spheroidal nanoparticles as thermal near-field sensors
我们建议利用纳米热成像的近场传热的形状依赖性。通过利用强烈的扁长或扁圆纳米粒子作为传感器，可以评估表征接近纳米结构表面的热近场的相关张量的各个分量，从而获得超出局部态密度的方向信息。我们的理论考虑得到了理想化数值模型计算的支持。
2011-03-23 cond-mat.mes-hall
Fluctuation electromagnetic interaction between rotating spherical nanoparticles. 1. Nonrelativistic theory
本文首次用非相对论方法计算了两个相距一定距离的旋转粒子系统的引力、摩擦力矩和辐射热交换率。
2012-09-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
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
General trace formula for heat flux fluctuations
在宏观量子电动力学和散射理论的框架内，我们导出了在任意环境中两个任意形状物体间辐射热交换方差的T算符一般表达式。这种衍生的表达式是有效的，在远场和近场制度的热辐射，以及互惠和非互惠的任何大小的对象内的互惠或非互惠的环境，只要对象之间的距离和它们的大小是由宏观的方法覆盖。作为特殊情况，我们讨论了近场和远场区域中两个纳米颗粒之间以及纳米颗粒与衬底之间的辐射热通量的变化。
2020-07-28 cond-mat.mes-hall
Comment on "Heat dissipation in atomic-scale junctions"
我们使用热电对流的概念讨论Lee等人[Nature 498，209（2013）]的最新结果。特别是，我们强调的事实是，这种贡献的热通量是不是一个耗散过程。
2014-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Near-field radiative heat transfer between a nanoparticle and a graphene grating
本研究开发散射矩阵方法，探究纳米粒子与石墨烯光栅间的近场辐射换热，发现石墨烯涂层可提升热通量85%，光栅化因等离激元模式拓扑转变进一步增强换热，并揭示横向偏移对热通量的影响及临界几何因子。
2024-06-09 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Heat dissipation and its relation to molecular orbital energies in single-molecule junctions
本文从理论上研究了单分子结中的热耗散。为了研究电极中的热耗散以及透射光谱与电子结构之间的关系，我们考虑了一个两能级分子桥连接电极的玩具模型。利用Landauer方法，我们展示了分子结电极中的热耗散与其传输特性的关系。我们发现，在一般情况下，热量是不相等的，在左，右电极的结，它依赖于偏置极性和相对于费米能级的分子的能级的位置。此外，我们利用C $_{60}$分子作为一个结，结果显示出良好的协议与玩具模型。我们的结果是显着的热耗散的意义上说，他们可以用来检测的能级的结在运输过程中占主导地位。
2016-08-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Transmission line approach to transport of heat in chiral systems with dissipation
在填充因子为$ν=2$的整数量子霍尔边缘的能量弛豫的测量表明热流量子化的崩溃[H. le Sueur等人，物理修订信函105，056803]。在流体动力学模型中表明，耗散中性模式的贡献明显小于一个量子的热量，这可以解释丢失的热通量[A Goremykina等人，arXiv预印本arXiv：1908.01213]。该流体动力学模型依赖于引入人工高能量截止，并且缺乏先验地获得热通量的正确定义的方式。在这项工作中，我们克服了这些限制，并提出了一种形式主义，有效地模拟耗散的量子霍尔边缘，证明量子化的热通量的所有模式。我们通过类比将QHE映射到传输线，并使用朗之万方程和散射理论来提取存在耗散的热流。
2022-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
