Studies of self-organized Nanostructures on InP(111) surfaces after low energy Ar+ ion irradiation
本文报道了用3 keV Ar+离子溅射在InP（111）表面上形成自组织的InP纳米点。通过扫描探针显微镜和拉曼散射技术研究了溅射表面的形态和光学性质与溅射时间的关系。对于不同的溅射持续时间，观察到纳米点的均匀图案。这些纳米点的尺寸和高度分别在10至100 nm和20至40 nm之间变化。随着溅射时间t的增加，这些纳米点的尺寸和高度增加到一定的溅射时间$t_c$。然而，超过$t_c$，点分解成更小的纳米结构，并且因此，这些纳米结构的尺寸和高度减小。对于超过$t_c$的溅射，这些结构的均匀性和规则性也丧失。在均方根表面粗糙度中也观察到交叉行为。InP纳米点的拉曼光谱研究揭示了由于声子限制在表面纳米点的光学声子软化。
2007-08-21 cond-mat.mtrl-sci
Quasiparticles and Band Transport in Organized Nanostructures of Donor-Acceptor Copolymers
有机半导体器件的性能与自组装分子和聚合物的高度有序纳米结构有关。本文采用多体微扰理论研究了体相聚合物的激发态。我们发现，在聚合物支架受体引入了一个，迄今未被识别的，导电杂质带。供体单元被共轭带包围，这些共轭带仅被受体的存在轻度扰动。沿着聚合物轴，共聚物链之间的相互作用阻碍了有效的能带传输，然而，这是强烈增强跨单个链。我们发现空穴在$π-π$堆叠中传输最有效，而杂质带中的电子遵循边到边的方向。该共聚物表现出的区域具有反转的传输极性，其中电子和空穴被有效地传输在相互正交的方向。
2020-05-30 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Indium segregation during III-V quantum wire and quantum dot formation on patterned substrates
我们报告了一个模型的非平面衬底上的金属有机物气相外延，特别是V型槽和金字塔形的凹陷，我们适用于InGaAs纳米结构的生长。该模型基于一组耦合的反应-扩散方程，一个方程用于系统中的每个方面，考虑了所有动力学过程的方面依赖性（例如，前体分解、吸附原子扩散和吸附原子寿命），并且先前已被应用于说明具有V形凹槽和金字塔形凹部的GaAs（111）B表面上的AlGaAs纳米结构的温度、浓度和时间依赖性。在本研究中，在V型槽的底部的In $_{0.12}$ Ga $_{0.88}$ As量子线的生长被用来确定一组优化的动力学参数。基于这些参数，我们模拟了生长的In $_{0.25}$ Ga $_{0.75}$ As纳米结构形成的金字塔网站控制的量子点系统，成功地产生了定性的解释，其光学性质的温度依赖性，这在以前的研究中已经报道。最后，我们提出了扫描电子和横截面原子力显微镜图像，显示以前未报告的刻面在底部的金字塔形的凹陷，允许量子点形成。
2016-04-11 cond-mat.mtrl-sci
Skyrmion-like states in multilayer exchange coupled ferromagnetic nanostructures with distinct anisotropy directions
我们报道了在垂直磁化的Co/Pt多层膜交换耦合的涡旋态的Co纳米盘组成的图案化铁磁纳米结构中的磁Skyrmion态的实验观察。的磁力显微镜和微磁学模拟表明，取决于在这些系统中的Co/Pt垂直各向异性的大小，实现了两种不同模式的skyrmion形成。
2014-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Towards fabrication of ordered gallium nanostructures by laser manipulation of neutral atoms: study of self-assembling phenomena
在自底向上原子纳米结构中，表面扩散对纳米结构的横向分辨率有影响。在本文中，我们研究了镓原子在硅表面（100）上自组装的影响，硅表面（100）具有不同斜率的沟槽图案。这些特定的衬底形态已经被制成能够沿着表面实现有效的沉积速率变化。通过这种方式，我们在实验上模拟了原子纳米实验中由驻波产生的原子通量调制效应。即使我们观察到镓原子在表面上的自组织，我们得出的结论是，纳米岛不受表面扩散过程的影响，每单位面积的沉积速率的有效变化是影响沿表面的生长差异的主导因素。这一结果表明，镓原子的自组织不应阻止观察到的原子纳米制造技术创建的周期性纳米图案。
2004-07-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Formation of tungsten carbide by focused ion beam process: A route to high magnetic field resilient patterned superconducting nanostructures
超导体的磁场弹性的尺度由顺磁极限设定。比较Bardeen-Cooper-Schrieffer（BCS）单重态基态与顺磁极化态的凝聚能表明，对于外加场${μ_0}H > 1.8~T_c$（SI），单重态配对在能量上是不利的。从基础和技术的角度来看，超过或接近这个极限的材料是有趣的。这可能是三重态超导性、Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov（FFLO）配对和涉及表面状态的拓扑方面的其他机制的潜在指标，并且还允许在高磁场下的库珀对注入。我们已经分析了这种材料的微观成分，这种材料来自一个意想不到的来源。有机金属气体$\rm {W[(CO)_6]}$的微射流可以被镓离子束分解，留下具有显著超导性质的镓、钨和碳的复杂残留物的轨迹，如高于其顺磁极限的上临界场$H_{c2} > 10~{\rm T} $。我们进行了原子探针断层扫描，以建立纳米晶碳化钨（WC）的轨道和自由钨的情况下形成。支持性计算表明，对于分布在WC表面的Ga，其s，p轨道增强了费米能级附近的态密度。观察到的$H_{c2}(T)$的变化并没有显示出由于粒度而导致的临界场增强的典型特征。我们的观察结果可能是有意义的背景下，一些最近的理论计算的能带结构的WC和实验观察的超导电性在WC-金属界面。
2022-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Localized domain-wall excitations in patterned magnetic dots probed by broadband ferromagnetic resonance
我们研究了由畴壁（双涡旋态）连接的空间分离磁涡旋的圆形坡莫合金点的磁化动力学。我们确定了一种新型的准一维（1D）局域自旋波模式限制沿畴壁，连接两个涡核与两个边缘半反涡旋。模式本征频率随点尺寸的变化与所开发的模型定量一致，该模型考虑了局部1D自旋波或所谓的Wintermagnons的偶极起源[J.M. Winter，Phys.Rev. 124，452（1961）]。这些自旋波类似于弦的位移波，并且可以在具有畴壁的图案化磁性纳米结构中被激发，即在三角形、正方形、圆形或椭圆形磁性点中。
2012-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spontaneous Appearance of Low-dimensional Magnetic Electron System on Semiconductor Nanostructures
我们发现，自旋极化的基态出现在SiC（0001）表面自组织的纳米晶面。我们的大规模的密度泛函计算表明，由单个双层台阶聚束形成的纳米面产生独特的碳悬挂键态，但沿着台阶边缘延伸。这些C态的平带特性导致共价半导体上的铁磁或反铁磁链。
2015-04-27 cond-mat.mtrl-sci
Spin waves in magnetic nanodisks, nanorings, and 3D nanovolcanoes
本文综述了利用铁磁共振研究磁性纳米结构中自旋波的发展，重点梳理了从阵列到单个纳米单元以及从平面结构到三维纳米火山的两条研究主线。
2024-12-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Bottom-up fabrication of highly ordered metal nanostructures by hierarchical self-assembly
在一个层次nanopatterning例程完全依赖于自组装过程中，我们结合晶体表面重建，共聚物的微相分离，和选择性金属扩散，以产生单分散金属纳米结构的高度规则的阵列，覆盖面积平方厘米。在Fe纳米结构形成过程中的原位GISAXS证明了自组装系统中的杰出结构顺序，并暗示了通过外部工艺参数雕刻纳米结构的可能性。因此，我们证明，通过自组装进行纳米图案化是基于光刻的常规方法的一种有竞争力的替代方案，可以以大大减少的工作量实现可比的图案规则性、特征尺寸和图案区域。在斑图形成期间原位研究的选项、定制纳米结构形态的可能性、以超高结构密度图案化任意大区域的能力以及单独寻址纳米结构的潜力使得能够实现许多应用，例如，在高密度磁数据存储中，在功能性纳米结构材料中，例如，用于光子学或催化，或用于基于表面等离子体共振的传感。
2015-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Self-Organized Graphene/Graphite Structures Obtained Directly on Paper
我们实验研究了石墨层的性质，通过一种简单的和非常规的方法，反复摩擦传统的随机堆叠的石墨块对绝缘和半导体衬底。由擦除层和转移层组成的图案化结构表现出固态材料的特性，其载流子迁移率的全厚度各向异性在表面达到~10^3 cm^2/V*sec。该结构的表面表现出由摩擦引起的自组织过程形成的更加有序且光学取向的单层或多层石墨烯的质量。增强的光电导性源于由4个石墨烯层之间的相互作用引起的连续和线性价带和导带的改性，使得在976 nm的近红外激发波长处获得拉曼光谱成为可能。
2014-02-17 cond-mat.mtrl-sci
Micromechanical Model for Self-Organized Impurity Nanorod Arrays in Epitaxial YBCO Films
建立了一个基于弹性理论的微力学模型，用于研究高温超导YBCO薄膜中自组装杂质纳米结构的构型。利用计算的杂质掺杂薄膜的平衡应变和弹性能，得到了杂质纳米棒能量择优取向时的晶格失配$vs.$弹性常数相图.纳米棒取向和薄膜晶格变形的计算与实验测量结果非常吻合。
2011-12-23 cond-mat.mtrl-sci
Decomposition, diffusion, and growth rate anisotropies in self-limited profiles during metalorganic vapor-phase epitaxy of seeded nanostructures
我们提出了一个模型的基本现象之间的相互作用，负责形成纳米结构的金属有机气相外延图案（001）/（111）B GaAs衬底。实验已经证明，V形槽量子线和金字塔量子点的形成是分别在V形槽和倒金字塔的底部形成的自限制轮廓的结果。我们的模型是基于一个系统的反应扩散方程，一个为每个晶体方面，定义的模式，并包括第三组前体，其分解和扩散动力学（我们讨论的实验证据），以及随后的扩散和合并动力学的第三组原子释放的前体。这种方法可以适用于任何方面的配置，包括金字塔量子点，但我们专注于V型槽模板的特殊情况下，并提供了一个解释的自限性的配置文件和Ga偏析中观察到的V型槽。前体分解动力学和原子物种的扩散的明确包括修改和概括Basiol等人的早期工作。81，2962（1998）; Phys.Rev.B65，205306（2002）]，并且被证明对于获得自限性生长的完整描述是必不可少的。方程组的解产生空间分辨的吸附原子浓度，从该浓度计算平均小面生长速率。这为确定产生自限性生长的条件提供了基础。先前用于解释MOVPE期间邻位GaAs（001）的生长模式和用V形槽图案化的邻位表面的脊上的台阶边缘轮廓的前述方案可用于描述由不同刻面组成的任何模板的形态演变。
2011-08-16 cond-mat.mtrl-sci
Structure and magnetism of self-organized Ge(1-x)Mn(x) nano-columns
报道了在Ge（001）衬底上用分子束外延（MBE）方法生长的Ge（1-x）Mn（x）薄膜的结构和磁性，生长温度（Tg）为80 ℃ ~ 200 ℃，平均Mn含量为1%~ 11%。用透射电子显微镜（TEM）、电子能量损失谱和X射线衍射研究了它们的晶体结构、形貌和组成。在整个生长温度和Mn浓度范围内，我们观察到富锰纳米结构嵌入在几乎纯的锗基质中的形成。生长温度在很大程度上决定了富锰纳米结构的结构特性。对于低生长温度（低于120摄氏度），我们证明了一个二维的亚稳分解，导致垂直的一维纳米结构（纳米柱）的形成。此外，我们在本文中显示的生长参数（Tg和Mn含量）对这种分解的影响，即对纳米柱的尺寸和密度。当温度高于180 ℃时，我们观察到了Ge 3 Mn 5团簇的形成。对于中间生长温度，纳米柱和纳米团簇共存。结合高分辨透射电镜和超导量子干涉仪的磁测量，我们可以证明Ge（1-x）Mn（x）薄膜中至少有四种不同的磁相：（i）锗基质中的顺磁性稀释Mn原子，（ii）超顺磁性和铁磁性低Tc纳米柱（120 K < Tc < 170 K），（iii）高Tc纳米柱（Tc> 400 K）和（iv）Ge 3 Mn 5团簇。
2007-05-04 cond-mat.mtrl-sci
Computational Frameworks for Patterned Two-Dimensional Magnetism
Brainware University（Brainware大学）
本文综述了图案化二维磁性中的计算框架，涵盖理论模型和数值方法，探讨了几何在控制相稳定性和自旋纹理中的作用。
2026-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Self-organized defect-phases along dislocations in irradiated alloys
Department of Materials Science and Engineering, The Grainger College of Engineering, University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校 材料科学与工程系，格雷格纳工程学院）
研究离子辐照下位错线上析出物的非平衡偏析形成的图案化现象，通过晶格动力学蒙特卡洛模拟揭示了溶质在位错上的输运竞争对自组织纳米结构稳定性的贡献。
2026-03-23 cond-mat.mtrl-sci
Tunable Magnetic Anisotropy in Patterned SrRuO3 Quantum Structures: Competition between Lattice Anisotropy and Oxygen Octahedral Rotation
人工钙钛矿氧化物纳米结构由于其可剪裁的电子-电子相互作用而具有有趣的磁性，这对氧配位环境非常敏感。迄今为止，尺寸小于50 nm的钙钛矿氧化物纳米点很少有报道。此外，钙钛矿氧化物纳米点中的氧八面体畸变及其与磁性的关系仍然未被探索。在这里，我们研究了图案化SrRuO 3（SRO）纳米点的磁各向异性小至30 nm，同时进行原子分辨率电子显微镜和光谱直接可视化的组成元素，特别是氧离子。我们观察到SRO纳米点的磁各向异性和RuO 6八面体畸变都与纳米点的尺寸有关，但在第一个3-晶胞界面SRO单层中，无论纳米点的尺寸如何，磁各向异性和RuO 6八面体畸变都保持不变。结合第一性原理计算，我们揭示了SRO纳米点中纳米点尺寸依赖的磁各向异性背后的独特结构机制，认为晶格各向异性和氧八面体旋转之间的竞争介导了SRO纳米点中的各向异性交换相互作用.这些发现展示了一种调节相关钙钛矿氧化物磁性的新途径，并暗示图案化纳米点可能是工程涌现功能行为的一个有前途的游乐场。
2022-02-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic nanostructures by adaptive twinning in strained epitaxial films
我们利用Fe 70 Pd 30磁性记忆合金的内在结构不稳定性，获得具有自组织纳米结构的功能外延薄膜。我们表明，54%的相干外延应变是可能的。薄膜实验和大规模第一性原理计算的结合使我们能够建立一个晶格弛豫机制，这是稳定材料所不期望的。我们确定了一个低的孪晶边界能量相比，一个高的弹性能作为自适应纳米孪晶的关键先决条件。我们的方法是通用的，因为它允许控制铁磁，铁弹和铁电材料的纳米结构和固有特性。
2011-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Instability and Surface Potential Modulation of Self-Patterned (001)SrTiO3 Surfaces
在氧化性气氛中高温退火可以使（001）SrTiO_3晶体表面呈现出自组织的有序结构，即SrO和TiO_2区域相互分离，且几乎为纯的单端结构。通过使用表面敏感技术，我们已经获得了这样的表面化学自结构的证据，在所制备的晶体和明确地确定了当地的组成。在最初由多数单终端（SrO和TiO 2）的区域的接触表面电位被确定为小于SrO比TiO 2，与理论预测一致，虽然低于100毫电子伏的测量差是绝对小于理论预测的理想纯单终止SrO和TiO 2表面。如果样品在高达200摄氏度的UHV中退火，则这些相对值保持不变。在超高真空中在更高的温度（400摄氏度）下退火保留了自组装的TiO 2和SrO丰富的区域的表面形态，尽管观察到不可忽略的化学混合。最戏剧性的结果是表面电位被反转。因此，广泛用于氧化物薄膜生长的（001）SrTiO 3的电子和化学性质在生长开始之前可以以强烈依赖于温度和压力条件的方式发生很大变化。
2015-10-13 cond-mat.mtrl-sci
Laterally Differentiated Polymorphs: a route to multifunctional nanostructures
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Nagoya University（名古屋大学）；National Institute for Materials Science (NIMS)（国立材料研究所）；Fujikura Limited（藤仓株式会社）；Brno University of Technology（布尔诺理工大学）
本文通过横向差异化多形体设计，实现磁性铁 Garnet 与钙钛矿相的复合结构，利用电场调控磁子能带和磁光响应，为电压控制的 Garnet 设备开辟新路径。
2026-04-08 cond-mat.mtrl-sci
Comparison of measured and simulated spin-wave mode spectra of magnetic nanostructures
出于纳米磁体中磁化动力学对于磁性器件和传感器的开发和优化的重要性，我们测量并建模了图案化椭圆形纳米磁体中的自旋波谱。利用外差磁光微波显微镜测量了由电子束光刻法制备的具有200 nm或100 nm标称短轴的多个Ni80Fe20纳米磁体的铁磁共振谱。扫描电子显微镜图像拍摄的相同的纳米磁体被用来定义微磁模拟元件的形状。测量的光谱显示名义上相同的纳米磁体之间的显着差异，这只能部分归因于图案化过程中不受控制的形状变化，作为证据的测量和模拟的光谱之间的有限的协议。通过在模拟中的纳米磁体的边缘处包括降低的磁化和交换的区域，改善了测量和模拟之间的一致性。我们的研究结果表明，减少个别磁性随机存取存储器元件之间的形状变化可以潜在地提高其性能。然而，基于自旋波光谱的分析和建模的纳米磁体中的材料参数的明确确定仍然是有问题的。
2020-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Prediction of Self-Assembled Dewetted Nanostructures for Photonics Applications via a Continuum Mechanics Framework
当液体膜位于非粘性基底上时，该构型是不稳定的，并且该膜然后从固体基底缩回以形成液滴。这种现象称为去湿，通常导致不希望的形态变化。然而，最近的工作已经证明了通过采用具有与用于高性能纳米光子应用的先进光刻工艺相当的精度的模板化衬底来利用去湿的可能性。由于共振行为对几何变化高度敏感，因此定量预测去湿动力学具有很大的意义。在这项工作中，我们开发了一个连续模型，预测的演变薄膜上的图案化基板，从最初的回流孔的成核和生长。我们提供了一个操作框架的基础上宏观测量模型的分子间相互作用的起源的去湿过程中，涉及的长度尺度，从亚纳米到微米的范围。实验和模拟结果的比较表明，该模型可以准确地预测最终的分布，从而提供了新的预测工具，以定制去湿纳米结构的光学响应。
2021-05-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.flu-dyn
Measurement of Ehrlich-Schwoebel barrier contribution to the self-organized formation of ordered surface patterns on Ge(001)
正常入射1 keV Ar $^+$离子轰击导致Ge在室温下的非晶化和超光滑化，但在升高的温度下，Ge表面保持结晶并且不稳定，以形成有序的纳米级图案的有序的凹坑。区分高温图案化与室温超平滑的物理现象被认为是由于用于扩散空位和吸附原子的Ehrlich-Schwoebel势垒而引起的表面不稳定性，这在非晶材料上不存在。这种实时GISAXS研究比较了在室温下预图案化Ge样品的平滑与在高温下最初平坦Ge样品的图案化。在这两个实验中，当纳米级结构的高度相对较小时，平均动力学可以用线性理论解释。线性理论系数，表明表面的稳定性或不稳定性，提取两个实验。这两个测量之间的比较允许估计的Ehrlich-Schwoebel屏障的自组织形成的有序的纳米级图案的结晶Ge表面上的贡献。
2020-08-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Antiferromagnetic nanoscale bit arrays of magnetoelectric Cr$_2$O$_3$ thin films
本研究制备了100纳米厚磁电Cr$_2$O$_3$薄膜的圆形纳米比特阵列，发现随尺寸减小畴结构从多畴态变为单畴态，并通过自旋晶格模拟揭示其由冷却时的能量耗散主导，为单畴AFM存储器件的制备提供了途径。
2024-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin Dynamics in Patterned Magnetic Multilayers with Perpendicular Magnetic Anisotropy
在过去的几十年里，纳米结构中的磁化动力学已经被广泛研究，纳米磁学在这段时间里发生了显着的变化，发现了新的效应，开发了许多应用，并确定了有前途的新方向。这包括磁振子学，一个新兴的研究领域，面向自旋波动力学及其应用的研究。在这种情况下，薄铁磁薄膜与垂直磁各向异性（PMA）提供了有趣的机会，研究自旋波，特别是由于面外磁化剩磁或在相对较弱的外部磁场。这是唯一的磁化配置提供各向同性的平面内自旋波传播的样品平面内，前体积静磁自旋波几何形状。各向同性色散关系在设计信号处理设备中非常重要，为直接复制从光子学到磁振子学的各种概念提供了优越的前景。类似于光子或声子晶体，它们是光电子学和声子学的构建块，磁振子晶体被认为是磁振子应用中的关键部件。最近研究了纳米点阵列和具有周期性孔阵列的结构化铁磁薄膜，通常称为基于PMA多层膜的反点晶格。新的磁振子传播的自旋波模式，开发的带隙，和限制模式，有关的性质进行了论证。此外，非平凡的磁振子带拓扑的存在已被证明。此外，PMA和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的组合导致形成手性磁化状态，包括Néel畴壁，skyrmions和skyrmionium状态。
2022-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ordered arrays of InGaN/GaN dot-in-a-wire nanostructures as single photon emitters
实现在高温下工作并位于预定位置的可靠单光子发射器仍然是开发用于量子光应用的固态系统的主要挑战。我们展示了单光子发射的二维有序阵列的GAN纳米线含有InGaN纳米盘。该结构是通过分子束外延在（0001）GaN-on-sapphire模板上制作的，该模板用胶体光刻制备的纳米孔掩模图案化。低温阴极发光测量揭示了从单纳米线异质结构发射的光的空间分布。从InGaN区域的最顶部的部分的发射覆盖蓝色到绿色的光谱范围，并显示出强烈的和窄的量子点样的光致发光线。这些线表现出92%的平均线偏振比。光子相关测量表明，光子反聚束的g（2）（0）值远低于0.5的单光子发射的阈值。反聚束率随光激发功率线性增加，外推到激子衰减率~1 ns-1在消失的泵浦功率。该值与通过时间分辨光致发光测量的激子寿命相当。具有受控空间位置和强线性偏振的快速且高效的单光子发射器是朝向高速片上量子信息管理的重要一步。
2017-06-12 cond-mat.mtrl-sci
Exchange Bias in the [CoO/Co/Pd]10 Antidot Large Area Arrays
近年来，具有交换偏置效应的磁性纳米结构由于其在各种功能的现代器件中的潜在应用而引起了人们的极大兴趣。在本文中，我们提出了我们的研究图案[CoO/Co/Pd]10多层铁磁材料是在集群的形式，而不是作为一个连续的层。该系统使用纳米球光刻技术进行图案化，从而在大面积衬底上创建了有序的反点或岛的组装体。我们发现，整体的磁滞回线的薄膜由硬和软的组件。硬组分的磁滞回线表现出高达-11kOe的大交换偏置场。图案化过程导致交换场随着反点半径的增加而略微增加。我们还发现，在结构的边缘上的材料引起的软偏置磁化分量。
2018-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct-write laser-induced self-organization and metallization beyond the focal volume in tellurite glass
我们报告的自组织过程中，在重复飞秒激光照射下的制度，累积效应导致局部熔化的钾钨碲酸盐玻璃表面上发起的。具体来说，我们表明，自组织的周期性图案组成的平行纳米平面垂直于激光偏振形成和延伸超出直接激光照射下的区域。检查的改性区域显示从玻璃态碲氧化物的结晶元素碲的相变。此外，我们观察到，这种自组织过程，与元素的重新分配和脱氧，是由光场强度触发。我们认为，早期的自组织纳米结构形成的局部场增强，随后加强了金属化事件在露天大气中。
2021-04-06 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Nanomagnonic waveguides based on reconfigurable spin-textures for spin computing
作为一种新兴的信息处理技术，磁光学的发展势头越来越大。自旋波的波动特性和焦耳热自由传播，为基于集成磁振子电路的高效模拟计算平台提供了希望。微型化是一个关键问题，但到目前为止，只有少数的例子，操纵的自旋波的纳米结构已被证明，由于定制的纳米磁性与传统的制造技术的困难。在这封信中，我们展示了一个前所未有的程度的控制在纳米级的自旋波的操纵，通过使用图案化的可重构自旋纹理。通过空间和时间分辨的扫描透射X射线显微镜成像，我们提供了直接的证据，在任意形状的纳米磁性波导图案化的畴壁的基础上，传播自旋波的沟道和转向，不需要外部磁场或电流。此外，我们展示了一个原型的纳米磁电路的基础上，两个会聚波导，允许可调的空间叠加和相互作用的限制自旋波模式。
2017-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Selective area epitaxy of in-plane HgTe nanostrcutures on CdTe(001) substrate
本研究针对HgTe对纳米加工敏感的问题，采用选择区域分子束外延在CdTe衬底上生长平面内HgTe纳米结构，实现了良好选择性与电学均匀性，为复杂HgTe基纳米结构制备奠定基础。
2024-07-11 cond-mat.mtrl-sci
Electronically Guided Self Assembly within Quantum Corrals
纳米科学的一个巨大挑战是掌握结构和性能的控制，以超越当今的功能。通过扫描探针操纵原子来创建纳米结构是纳米时代的伟大成就之一。在这里，我们建立在这一成就的基础上，自组装纳米结构内的量子corpellant。结构化是由量子限制的电子密度的银金属基板内的corpus。我们实验证明了不同的自组织Gd原子结构限制在30 nm的圆形和三角形Fe量子相干。这种方法可以创建模型系统，以探索和理解新的纳米材料和器件原型。
2012-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetization Dynamics of Nanoscale Magnetic Materials: A Perspective
纳米磁体构成了一系列小型化节能设备的基石，包括数据存储、存储器、波基计算、传感器和生物医学设备。它们还提供了一系列奇特的现象和严峻的挑战。介绍了单纳米磁体和一维和二维纳米结构阵列的磁化动力学研究进展，这些纳米结构阵列的形式包括点、反点、纳米颗粒、二元和双组分结构以及图案化多层膜。介绍了人工自旋冰、三维纳米磁体等非常规新结构以及畴壁、涡旋和skyrmions等自旋织构的研究进展。此外，在磁性纳米结构的磁化动力学的各种各样的新课题正在迅速出现。综述了纳米结构快速动力学的时空成像、自旋织构动力学、人工自旋冰等不断发展的课题。此外，还介绍了当代和新出现的磁性结构的动力学，如具有复杂基和对称性的纳米磁体阵列、磁子准晶、分形、缺陷结构、新型三维结构等。各种自旋-轨道耦合效应和随之而来的自旋织构以及由磁振子-光子、磁振子-声子和磁振子-磁振子耦合组成的量子混合系统，反铁磁纳米结构正在迅速发展，并有望在未来几年主导这一研究领域。最后，相关的主题，如章动动力学和纳米磁体天线进行了简要讨论。尽管取得了很大的进展，但迄今为止，只有一小部分纳米磁性及其辅助主题得到了探索，并且设想在未来几代人中在这个不断增长的研究领域中做出巨大努力。
2020-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Third type of domain wall in soft magnetic nanostrips
纳米结构中的磁畴壁（DW）是以均匀磁化分离区域的低维物体。由于它们可以有不同的形状和宽度，DW是基础研究的一个令人兴奋的游乐场，在过去的几年里，DW成为了紧张工作的主题，主要集中在控制，操纵和移动其内部磁配置。在具有面内磁化的纳米带中，已经确定了两个DW：在薄且窄的带中，横向壁在能量上是有利的，而在较厚且较宽的带中，涡旋壁具有较低的能量。相关联的相图现在已经很好地建立起来，并且经常用于预测给定磁性纳米结构中的低能磁性配置。然而，除了横向和涡旋壁，我们发现另一种类型的壁存在于坡莫合金纳米带的数值。这第三种类型的DW的特征在于具有不寻常的长度和三个内部自由度的三维磁通闭合微磁结构。光刻图案的坡莫合金纳米带上的磁成像证实了这些预测，并显示这些DW可以在约1 mT的外部磁场下移动。提供了描述坡莫合金纳米带中所有已知类型的DW的稳定区域的扩展相图。
2015-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Self-assembly of iron nanoclusters on the Fe3O4(111) superstructured surface
我们报告的自组织生长的规则阵列的Fe纳米团簇的纳米图案化的磁铁矿表面。在氧化制备条件下，磁铁矿的（111）面呈现规则的超结构，具有三重对称性和42埃的周期性。该超结构表示氧终止的（111）表面，其被重构以形成周期性应变表面。该应变图案化表面已被用作用于生长半导体金属膜的模板。在室温下在衬底上沉积厚度为0.5A的Fe膜。Fe纳米团簇形成在表面超结构的顶部，产生具有超结构周期的规则阵列。我们还表明，至少在初始阶段的Fe生长发生在二维模式。在没有形成应变图案的表面区域中，观察到Fe的随机成核。
2004-07-16 cond-mat.mtrl-sci
LIPSS-Sticks: Laser induced double self organization enhances the broadband light harvesting of TiO2 nanotube arrays
首次利用超短脉冲激光在钛表面形成的亚波长激光诱导周期性表面结构（LIPSS-Sticks）模板电化学生长二氧化钛纳米管阵列。这是双重自组织过程的一个例子，因为LIPSS形成和电化学阳极氧化都涉及从最初无序的前体自发产生有序。由于光栅状结构的光散射增强，LIPSS棒的可见光至近红外线（400 - 1400 nm）收集效率比平面二氧化钛高2倍。纳米结构随时间的增长静电建模，以解释不同于通常的平面阳极氧化的模板阳极氧化过程的功能。这种新的模板生长方法是通用的，也可以适用于铜，钨，铁，钛合金和铝的制造的层次纳米结构的表面，使用两种互补的制造技术：超短脉冲激光烧蚀和电化学阳极氧化。
2020-08-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Sculpting the plasmonic responses of nanoparticles by directed electron beam irradiation
功能纳米结构中物质的空间限制将这些系统推向了纳米科学的最前沿，既作为奇异物理和量子现象的游乐场，又在包括等离子体、光电子和传感在内的多种应用中。与此同时，单色电子能量损失谱（EELS）的出现使得能够探索单个纳米颗粒内的局部纳米等离子体功能和纳米颗粒组装体的集体响应，从而深入了解相关机制。然而，等离子体纳米结构的现代合成工艺通常限于可访问的几何形状和材料的类型，并且即使如此，也限于数十nm量级的空间精度，从而排除了对结构-性质关系的关键方面的直接探索。在这里，我们使用扫描透射电子显微镜（STEM）的原子大小探针来执行纳米颗粒配置的精确雕刻和设计。此外，使用低损耗（EELS），我们提供了动态分析的等离子体激元响应的演变过程中的雕刻过程。我们表明，在纳米粒子的自组装系统中，单个纳米粒子可以选择性地去除，重塑或以纳米级分辨率任意图案化，有效地修改空间和能量域中的等离子体响应。这一过程大大增加了设计的可能性，并为任意结构的开发提供了机会，这最终是纳米光子设计的关键。纳米雕刻又给电子显微镜带来了另一种能力。
2021-04-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Spaced TiO$_2$ Nanotube Arrays Allow for High Performance Hierarchical Supercapacitor Structure
在这项工作中，我们描述了氮化分级TiO $_2$纳米管作为超级电容器电极的合成和电化学性能。分级TiO $_2$纳米结构是通过在自组织间隔TiO $_2$纳米管上控制的逐层TiO 2纳米颗粒装饰形成的。这些结构然后在NH $_3$气氛中在升高的温度下退火，以将材料转化为氮化物结构-这大大增强了它们的电子传输特性。分级结构的面电容可以通过改变修饰的TiO $_2$纳米颗粒层的数量来调节。分级结构的电容增强达到最大值时，通过纳米颗粒沉积的表面积是最高的，通过氮化的导电性进行优化。
2020-04-14 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
