Exchange Bias Effects in Iron Oxide-Based Nanoparticle Systems
在纳米尺度上对交换偏置的探索为改善磁性纳米粒子的各向异性性质提供了一种新的途径，在纳米自旋电子学和纳米医学领域具有广阔的应用前景。然而，EB的物理起源并不完全清楚。化学合成的最新进展提供了一个独特的机会，探索EB在各种铁氧化物为基础的纳米结构，从核/壳到中空和混合复合纳米粒子。实验和原子蒙特卡罗研究揭示了这些纳米系统中的界面和表面自旋的作用。这篇综述论文旨在提供对基于氧化铁的纳米颗粒系统中的EB和相关现象的透彻理解，这方面的知识对于调整交换耦合纳米颗粒系统的各向异性磁性能以用于潜在应用至关重要。
2016-12-30 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis of Tungsten Oxide Nanoparticles using a Hydrothermal Method at Ambient Pressure
采用一种简单廉价的低温低压水热法，在低于5 oC的温度下，向稀钨酸钠（Na2WO4. 2H2O）溶液中加入盐酸，合成了纳米钨酸盐（WO3. H2O）。在300 ℃或以上的温度下进行热处理，导致相变为单斜晶系的WO3，同时保持纳米颗粒的形态。采用粉末X射线衍射、透射电子显微镜（包括电子能量损失谱和电子衍射）和X射线光电子能谱学对产物进行了表征。
2014-04-07 cond-mat.mtrl-sci
Fabrication and properties of luminescence polymer composites with erbium/ytterbium oxides and gold nanoparticles
稀土掺杂的光学材料对于光电子学中的光源以及高效的光放大元件和光子学的其他元件是重要的。在以前开发的无水，低温合成Er/Yb氧化物的方法的基础上，从它们的氯化物，我们制造了适当的纳米粒子与定义的参数，并使用它们的光学透明，发光聚合物纳米复合材料的发展与低光散射，适合于直接，光诱导形成的光子元件。在这样的纳米复合材料中引入预先形成的金纳米颗粒也进行了检测，并由于等离子体效应的影响而增强发光。
2017-01-06 cond-mat.mtrl-sci
Pressure effects in hollow and solid iron oxide nanoparticles
我们报道了空心和实心磁赤铁矿纳米颗粒的各向异性能的压力响应的研究。磁赤铁矿样品之间的差异是根据颗粒的大小，磁各向异性和形状来理解的。特别地，中空和固体样品之间的差异是由于纳米颗粒的不同形状，并且通过比较两种压力响应，可以得出结论，当与核相比时，壳具有更大的压力响应。
2013-01-24 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced magnetism, memory and aging in Gold-Iron oxide nanoparticle composites
在这份报告中，我们提出了系统的磁性研究纯氧化铁纳米粒子和金氧化铁纳米复合材料，增加金颗粒尺寸/含量。对于这些样品的磁性研究，我们测量了：（1）零场冷却（ZFC）和场冷却（FC）磁化，（2）交流磁化率，（3）在各种温度下磁化与场的关系，（4）在固定温度下对于各种等待时间tw的热剩磁磁化弛豫（TRM）和零场冷却磁化弛豫（ZFCM）以研究老化效应，（5）磁化记忆效应;（6）交换偏压随冷场的变化。详细的磁性测量分析表明，纯Fe 3 O 4纳米粒子样品的行为像一个超顺磁性和掺入金（Au）纳米粒子的纳米复合材料系统慢慢演变从超顺磁性超自旋玻璃态。随着Au纳米颗粒尺寸/含量的增加，记忆和老化效应增强。在这项研究中，最重要的观察是与金纳米粒子的掺入的磁化强度的增强。这种增强作用随着纳米复合材料中Au含量的增加而增加。我们已经解释了由于在Au/磁性颗粒界面处形成大的轨道磁矩而导致这种磁化强度增强的原因。
2009-10-26 cond-mat.mtrl-sci
New ultrasmall iron-oxide nanoparticles with high magnetisation as potential T1-MRI contrast agents for Molecular Imaging
在这里，我们报告的合成非常小的γ-Fe 2 O3纳米粒子（5 nm）呈现非常窄的粒度分布和非常高的饱和磁化强度。合成已在有机介质中进行，随后转移到生理pH的水溶液中。溶剂交换后，结构和磁性保持不变。核磁共振弛豫测量显示这些颗粒作为磁共振分子成像的特异性报告者的潜力。
2006-11-09 cond-mat.mtrl-sci
Rapid Microwave-Assisted Synthesis of Dextran-Coated Iron Oxide Nanoparticles for Magnetic Resonance Imaging
目前，磁性氧化铁纳米颗粒是唯一获准用于临床的纳米级磁共振成像（MRI）造影剂，但这些造影剂的商业生产已受到限制或停止。尽管这些颗粒在临床应用和研究中仍有广泛的需求，但它们难以商业化获得，并且复杂的合成使得大多数生物研究实验室或诊所无法进行内部制备。为了使商业化生产可行并增加这些产品的可获得性，开发简单，快速和可重复的生物相容性氧化铁纳米颗粒制剂至关重要。在这里，我们报告了一个快速，简单的微波辅助合成超顺磁性葡聚糖涂层氧化铁纳米粒子。通过改变合成方法作为两步或单步过程，以具有不同核形态的两种流体动力学尺寸产生纳米颗粒。这些方法的一个显著优点是能够获得快速和一致的结果，而不需要空气、pH或温度敏感技术;因此，与常规合成方法相比，反应时间和复杂的制造过程大大减少。这对于具有成本效益的翻译到商业生产是一个很大的好处。发现纳米颗粒是超顺磁性的，并且表现出与用于MRI一致的性质。此外，葡聚糖涂层赋予了体内使用所需的水溶性和生物相容性。
2012-10-05 cond-mat.mtrl-sci
Semiconductor to metal transition in SWNTs caused by interaction with gold and platinum nanoparticles
单壁碳纳米管（SWNTs）已被涂上金和铂纳米粒子无论是通过微波处理或点击反应，这些SWNT-metal纳米粒子复合材料的拉曼光谱进行了研究。拉曼光谱中的G带的分析表明，金属单壁碳纳米管与金属纳米颗粒附着的比例增加。这一结论也得到了在RBM波段观察到的变化的支持。从头计算结果表明，由于金属纳米颗粒和半导体单壁碳纳米管之间的库仑电荷转移，单壁碳纳米管中发生了半导体-金属转变。
2008-03-24 cond-mat.mtrl-sci
Stimuli-responsive assembly of iron oxide nanoparticles into magnetic flexible filaments
在单一材料中结合多种功能是开发具有独特功能的机敏材料的一种有吸引力的策略。在这项工作中，我们提出了温度响应的磁性纳米粒子的制备和它们的一维组装成瞬态微丝。该材料是基于9.4 nm的氧化铁纳米粒子接枝与聚（N-正丙基丙烯酰胺）通过多膦酸锚定位点。混合纳米颗粒在21 °C和28 °C之间呈现低临界溶解温度（LCST）转变，这取决于pH和离子强度。当在限定条件下加热到高于LCST时，纳米颗粒聚集并响应外部磁场。热响应颗粒的一个内在特性是在冷却和加热循环之间的不对称过渡，这被有利地利用来构建一维永久微结构，例如磁性微丝和纤毛。总之，我们提出了一个纳米平台的发展，响应多种刺激，包括温度，磁场，pH值和离子强度和它的转化成磁活性微丝，可以找到潜在的应用在远程控制设备。
2021-03-11 cond-mat.mtrl-sci
The effects of aggregation and protein corona on the cellular internalization of iron oxide nanoparticles
工程无机纳米粒子是纳米技术发展的重要组成部分。对于纳米医学中的应用，颗粒需要被功能化以确保在生物流体中的良好溶解。然而，在许多情况下，功能化是不够的：颗粒要么被血清蛋白质的冠状包被，要么从溶剂中沉淀出来。在本论文中，我们表明，通过改变涂层的氧化铁纳米粒子从低分子量的配体（柠檬酸根离子）的小羧基化的聚合物（聚（丙烯酸）），分散体的胶体稳定性得到改善和吸附/内化的铁对活的哺乳动物细胞的深刻影响。柠檬酸盐包被的颗粒显示出在所有测试的基于胎牛血清的生理条件下不稳定，而聚合物包被的颗粒表现出突出的稳定性以及缺乏蛋白质冠的结构。通过透射电子显微镜和流式细胞术研究了纳米颗粒与人淋巴母细胞样细胞之间的相互作用。两种类型的纳米颗粒/细胞相互作用被加下划线。氧化铁被发现吸附在细胞膜上，或内化到膜结合的内吞隔室。对于沉淀的柠檬酸盐涂层颗粒，相互作用的动力学揭示了大量和快速吸附的氧化铁细胞表面上。根据细胞计数数据对吸附铁和内化铁之间的分配进行定量。结果突出了弹性吸附纳米材料在细胞质膜的重要性。
2011-08-24 cond-mat.mtrl-sci
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
Rapid Size-Controlled Synthesis of Dextran-Coated, 64Cu-Doped Iron Oxide Nanoparticles
由于MRI的高分辨率和PET的高灵敏度相结合的潜力，最近对开发能够用于磁共振成像（MRI）和正电子发射断层成像（PET）的双模态探头的研究已经在上升。目前用于开发多模式探针的合成技术在很大程度上部分受到放射性同位素掺入期间反应时间延长的阻碍-导致放射性减弱。随着时间效率的合成，所产生的产品必须适合在一个关键的大小范围（20- 100纳米之间），以增加血液滞留时间。在这项工作中，我们描述了一种新的，快速的，基于微波的合成技术生长葡聚糖涂层的铁氧化物纳米粒子掺杂铜（DIO/Cu）。用于葡聚糖包被的氧化铁纳米颗粒的共沉淀的传统方法需要静置2小时并产生约50 nm直径的颗粒。我们证明，微波合成可以产生50 nm的纳米粒子与5分钟的加热。我们讨论了微波合成方案中使用的各种参数，以改变DIO/Cu的尺寸分布，并证明了64 Cu成功地掺入这些颗粒中，目的是将来用于双模MR/PET成像。
2012-10-05 cond-mat.mtrl-sci
Three-dimensional atomic interface between metal and oxide in Zr-ZrO2 nanoparticles
本研究利用原子分辨率电子断层扫描解析Zr-ZrO2纳米颗粒的三维金属-氧化物界面，揭示其共格性与平移对称性破缺及Zr空位、纳米孔分布。
2024-02-29 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic oxide semiconductors
磁性氧化物半导体，即掺杂有过渡金属元素的氧化物半导体，是高居里温度铁磁半导体的候选者之一，其对于在室温下实现半导体自旋电子学是重要的。本文综述了近年来各种磁性氧化物半导体材料的研究进展。从评价铁磁性的可行性的观点出发，研究了磁化强度、磁光效应和磁输运（如反常霍尔效应）。讨论了Co掺杂TiO2和过渡金属掺杂ZnO的铁磁性。
2005-04-07 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic resonance in iron oxide nanoparticles: quantum features and effect of size
为了更好地理解自旋系统中从量子到经典行为的转变，研究了平均直径为~ 9 nm的超顺磁性磁铁矿纳米颗粒悬浮液中的电子磁共振（EMR），并与较小尺寸（~ 5 nm）的磁赤铁矿颗粒中获得的结果进行了比较分析。结果表明，这两种类型的粒子表现出共同的EMR行为，包括特殊的功能，如温度依赖的窄谱分量和多量子跃迁。这些特征对于小量子系统是常见的，而在经典情况下是不期望的。这些信号的相对强度随着冷却或颗粒尺寸的增加而迅速降低，标志着逐渐过渡到经典的FMR行为。
2007-11-01 cond-mat.mtrl-sci
Covalent Hybrid of Spinel Manganese-Cobalt Oxide and Gra-phene as Advanced Oxygen Reduction Electrocatalysts
通过在氮掺杂的还原氧化石墨烯片上直接成核和生长纳米颗粒以及阳离子取代尖晶石Co 3 O 4纳米颗粒，开发了锰-钴尖晶石MnCo 2 O 4/石墨烯杂化物作为碱性条件下氧还原反应（ORR）的高效电催化剂。电化学和X射线近边结构（XANES）研究表明，形成无机纳米碳杂化物的成核和生长方法导致尖晶石氧化物纳米颗粒和N掺杂的还原氧化石墨烯（N-rmGO）片之间的共价偶联。碳K边和氮K边XANES显示N-rmGO片中的C-O和C-N键强烈扰动，表明N掺杂的氧化石墨烯和尖晶石氧化物纳米颗粒之间形成C-O-金属和C-N-金属键。Co L-edge和Mn L-edge XANES分析表明，Mn 3+取代了Co 3+位，提高了杂化材料中催化位的活性，从而进一步提高了杂化材料的ORR活性.共价键合的杂化物比纳米颗粒和包括N-rmGO的碳材料的物理混合物提供更大的活性和耐久性。在相同的质量负载下，MnCo 2 O 4/N-graphene杂化物在中等过电位下的ORR电流密度可以超过Pt/C，并且在碱性溶液中具有优于Pt/C的稳定性。
2012-01-25 cond-mat.mtrl-sci
Subwavelength imaging of light by arrays of metal-coated semiconductor nanoparticles: a theoretical study
对由金属包覆的半导体纳米颗粒组成的超材料的成像特性进行了严格的计算。特别是，它示出，在适当的选择的几何和材料参数，这种颗粒的阵列表现出负折射率的半导体激子共振的区域内。用扩展的Maxwell-Garnett理论预测了负折射率的出现，并用电磁波的多层散射方法证实了这一点。通过使用相同的方法，它表明，在负折射率带内，这种纳米粒子的阵列放大发射的透射近场，同时缩小其空间分布，导致亚波长分辨率。材料损失的阵列的成像性能的影响也得到解决。
2008-02-13 cond-mat.mtrl-sci
Fluorescent oxide nanoparticles adapted to active tips for near-field optics
我们提出了一种新的荧光氧化物纳米粒子的性能非常适合于基于有源尖端的近场光学。这些平均直径在5-10 nm范围内的颗粒通过低能团簇束沉积（LECBD）从YAG：Ce 3+靶产生。利用透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱学（XPS）、经典光致发光、阴极发光和近场扫描光学显微镜（NSOM）对它们进行了研究。观察到尺寸小至10 nm的极端光稳定性颗粒。这些发射器被验证为活性NSOM尖端的构建块，通过直接在LECBD反应器中用10 nm厚的YAG：Ce 3+颗粒层涂覆标准光学尖端，并随后对测试表面进行NSOM成像。
2008-10-08 cond-mat.mtrl-sci
Templated self-assembly of iron oxide nanoparticles
我们报告自组装铁氧化物纳米粒子薄膜在硅衬底上。除了均匀组装的层，我们制作了40-1000 nm宽的图案化的沟槽，使用电子束光刻辅助自组装的调查。通过在油酸存在下在三辛胺中热分解油酸铁络合物来合成直径为20 nm +/-7%的纳米颗粒。样品具有不同的轨道宽度和纳米颗粒浓度，其特征在于通过扫描电子显微镜和超导量子干涉装置磁力仪。
2010-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Polarized neutron reflectometry study from iron oxide nanoparticles monolayer
我们报告的极化中子反射率调查单层磁性氧化铁纳米粒子组装的朗缪尔-舍费尔方法。在固体衬底上沉积后，在外部磁场中进行极化中子反射测量。通过精确拟合得到了镀层的厚度、密度、粗糙度和深度分辨磁化强度分布。
2019-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bare and Polymer Coated Iron Oxide Superparamagnetic Nanoparticles for Effective Removal of U (VI) from Acidic and Neutral Aqueous Medium
在水中合成了超顺磁性γ-Fe_2O_3纳米粒子（直径为5 nm）。裸颗粒在~ pH 2时表现出良好的胶体稳定性，这是因为具有+25 mV的表面电荷的强静电排斥。聚丙烯酸（PAA）包覆的颗粒在~ pH 7下表现出显著的胶体稳定性，具有丰富的游离羧基作为后续官能化的反应位点。在这项工作中，我们使用zeta电位分析，透射电子显微镜，小角X-射线散射，电感耦合等离子体质谱法研究裸和涂层胶体超顺磁性纳米粒子在pH 2和pH 7的吸附行为的U（VI）。在pH = 2时，铀酰离子（UO_（22+））吸附在裸颗粒表面，颗粒表面电荷减少。这引起颗粒附聚。在pH 7时，铀酰离子（UO 22+）水解并形成直径约50 nm的氢氧化铀板状颗粒。PAA包覆的氧化铁纳米颗粒吸附在这些氢氧化铀（VI）板的表面上以形成沉淀到分散体底部的大聚集体。在pH 2和pH 7下，通过外部磁场可以容易地从水环境中收集和提取所得到的U（VI）/纳米颗粒复合物。结果表明，无论是裸的还是聚合物包覆的超顺磁性γ-Fe 2 O3纳米粒子都是潜在的U（VI）吸附剂。
2018-04-07 cond-mat.mtrl-sci
Tuning sizes, morphologies, and magnetic properties of mono- vs. multi-core iron oxide nanoparticles through control of added water in the polyol synthesis
多元醇路线是一种多用途和可升级的方法，用于生产大批量具有明确结构和磁性的氧化铁纳米颗粒。控制参数，如反应的温度和持续时间，加热曲线，多元醇溶剂或有机金属前体的性质在以前的研究文献中有报道，但没有一个描述了水在强制水解途径中的关键作用，其存在是强制性的纳米颗粒生产。本文研究了在回流系统中注入纯多元醇或与聚（羟基）胺混合物的水量和温度的影响。由此获得了不同形貌的纳米颗粒，从直径低至4 nm的超超小光滑球体到直径高达37 nm的大球体。还合成了纳米花，其是具有窄粒度分散度的良好限定的多核组装体。在保持所有其他参数固定的情况下，通过发挥溶剂的性质和痕量水的量来获得多样化和大型的样品库。不同的形态导致磁性纳米颗粒很好地适合于磁热疗和MRI造影剂或两者之间所需的应用。
2019-11-17 cond-mat.mtrl-sci
Distinct melting behaviour of partially oxidized Cu nanoparticles and nanowires
虽然大多数实验研究都是针对部分氧化的金属纳米固体，但它们的行为在理论上还没有得到很好的理解。为此，我们利用分子动力学模拟和电荷优化的多体势探测熔化的Cu纳米粒子和纳米线，有和没有单层的Cu $_2$ O作为外壳。结果表明，部分氧化的纳米固体呈现出不同的熔融行为比广泛接受的图片熔化，特别是不同于表面熔化。(i)对于这两种类型的纳米固体，我们观察到向内扩散的$\sim$ 40\%的原子氧进入金属核心在室温下。(ii)对于具有氧化物壳的纳米线，我们观察到在没有氧化物的情况下不存在的Cu核中的固态相变。(iii)在熔化之前，氧化物壳收缩，并且该过程在熔化之后继续，以形成两种类型的纳米固体的颗粒氧化物。
2023-02-04 cond-mat.mtrl-sci
Machine Learning for Predicting Magnetization from X-ray Diffraction of Iron Oxide Nanoparticles Using Simple Physics-Based Data Generation
本研究利用模拟数据训练机器学习模型，通过X射线衍射预测铁氧化物纳米颗粒的磁化，验证模型后发现随机森林模型在高磁场预测中表现优异。
2025-12-15 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis of titanium-oxide nanoparticles with size and stoichiometry control
采用空心阴极溅射法在Ar-O2气氛中利用高功率脉冲合成了Ti-O纳米粒子。它示出的化学计量和纳米粒子的尺寸可以独立地变化，前者通过控制O2气体流量和后者通过独立的偏置的两个单独的阳极在生长区。纳米粒子的直径在25至75 nm的范围内，并具有不同的Ti-O组合物和晶相，已被合成。
2015-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Influence of particle size and agglomeration in solid oxide fuel cell cathodes using manganite nanoparticles
在这项工作中，我们研究了粒度和团聚的影响，在固体氧化物燃料电池阴极的性能与纳米粒子的La0.8Sr0.2MnO3。我们遵循基于液体混合方法的两条合成路线。在这两个程序中，我们引入了额外的试剂，以分离锰氧化物颗粒。我们通过电化学阻抗谱在对称（阴极/电解质/阴极）电池中评价阴极性能。通过用于阴极烧结的温度来调节粒度。我们的研究结果表明，颗粒的解聚，有助于提高阴极性能。然而，性能与颗粒尺寸的依赖性尚不清楚，因为对于每种合成路线获得了不同的趋势。作为一个共同特征，具有最低面积比电阻的阴极是在最高温度下烧结的阴极。该结果表明，与阴极/电解质烧结质量相关的附加因素与粒度的影响叠加，然而，需要进一步的工作来澄清该问题。通过解聚获得的增强表明，使用这种方法值得考虑用于开发高性能的固体氧化物燃料电池电极。
2018-07-10 cond-mat.mtrl-sci
Poly(acrylic acid)-coated iron oxide nanoparticles : quantitative evaluation of the coating properties and applications for the removal of a pollutant dye
在这项工作中，6至12 nm的氧化铁纳米粒子的合成和包覆的聚（丙烯酸）链的分子量为2100 g/mol。基于对分散体的定量评价，对裸颗粒和涂覆颗粒进行了彻底表征。吸附在颗粒表面的聚合物和可充电基团的数密度分别为1.9 +/- 0.3 nm-2和26 +/- 4 nm-2。通过多位点结合机制，静电耦合导致链的牢固和弹性锚定。为了评估颗粒对污染物修复的功效，测定了污染物模型亚甲蓝分子的吸附等温线。吸附染料的预测量和测量量之间的良好协议表明，大多数羧酸盐参与络合和吸附机制。吸附量为830 mg/g。该数量与该染料可用的最高值相当。
2012-12-07 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis and Characterisation of Iron Oxide Nanoparticles with Tunable Sizes by Hydrothermal Method
本研究考察了不同反应时间对氧化铁纳米颗粒的结晶度、表面形貌和尺寸的影响。在该合成体系中，以Fe（NO $_3$）$_3\cdot9$ H $_2$ O九水合物为铁源，三乙胺为沉淀剂和碱性试剂。通过X射线衍射（XRD）、Rietveld分析、扫描电子显微镜（SEM）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）对合成的氧化铁纳米颗粒进行了表征。延长的反应时间表明纳米颗粒形状从细长的纳米棒到最终扭曲的纳米立方体的变化。对纳米氧化铁的结晶度分析表明，样品主要由针铁矿（$α$ -FeOOH）和赤铁矿（$(α$ -Fe $_2$ O $_3$）两相组成.
2021-10-27 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.chem-ph
Hydroxylation-driven surface reconstruction at the origin of compressive-to-tensile stress transition in metal oxide nanoparticles
研究利用MgO的神经网络原子间势证明水吸附引发的表面羟基化导致晶面转变，使表面应力由正转负，其预测的晶格应变与实验相符，为多领域应用提供指导。
2025-03-06 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Redox Active Cerium Oxide Nanoparticles: Current Status and Burning Issues
氧化铈纳米颗粒（nanoceria）的研究因其独特的物理和化学性质（如氧化还原活性和氧缓冲能力）而吸引了科学界，这使其可用于许多技术应用，包括生物医学应用。纳米二氧化铈的氧化还原模拟抗氧化性质在治疗由活性氧（ROS）和活性氮引起的许多疾病中是有效的。纳米氧化铈清除活性氧的机制仍然是难以捉摸的，它的氧化还原活性是有争议的，由于在文献中混合的报告显示促氧化剂和抗氧化剂活性。代替其目前的研究兴趣，它是至关重要的，以了解纳米氧化铈在生物环境中的行为，并提供一些关键和开放的问题的答案。本文对纳米氧化铈在治疗活性氧引起的疾病中的应用研究现状进行了综述。它回顾了拟议的作用机制，并显示其氧化还原活性的表面涂层的效果。它还讨论了一些关键问题，在破译机制和氧化还原活性的纳米氧化铈，并建议未来的研究领域。
2021-06-11 cond-mat.mtrl-sci
Growth driven phase transitions in Zinc Oxide nanoparticles through machine-learning assisted simulations
CEMES, CNRS and Université de Toulouse（图卢兹大学）；CNRS, Sorbonne Université, Institut des NanoSciences de Paris, UMR 7588（索邦大学）；Univ. Lille, CNRS, INRA, ENSCL, UMR 8207, UMET, Unité Matériaux et Transformations（里尔大学）
研究通过原子级沉积建模探讨氧化锌纳米颗粒形成机制，发现尽管小尺寸颗粒在平衡状态下具有体心四方结构，但沉积过程诱导晶到晶相变至更稳定的纤锌矿结构，揭示了离子再分布对极性面补偿的作用。
2026-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Annealing effects on the magnetic and magnetotransport properties of iron oxide nanoparticles self-assemblies
本文系统研究真空退火对自组装Fe3O4纳米颗粒磁性与磁输运的影响，发现高温退火通过分解有机包覆层和改变表面氧化态显著降低电阻率并减弱自旋相关隧穿，揭示了界面组成与空间排布对隧道输运的关键作用。
2023-11-01 cond-mat.mtrl-sci
Reversible nanopore sealing and in situ iron oxide nanoparticle synthesis on thin silicon nitride membranes
该研究通过化学反应在硅氮化物纳米孔内原位合成铁氧化物粒子，实现了纳米孔的可逆密封与恢复，为生物传感、等离子体和光子学应用提供了新型纳米粒子-纳米孔芯片技术。
2025-12-01 cond-mat.mtrl-sci
DC transferred arc thermal plasma assisted growth of nanoparticles with different crystalline phases
报道了在直流转移弧等离子体辅助反应器中生长的纳米颗粒晶相的控制。所合成的纳米粒子的结晶相被证明是严重依赖于工作气体压力。本文报道了三种不同化合物，即氧化铝（Al2O3），氮化铝（AlN）和氧化铁（FexOy）的晶相变化。本工作的主要结果是，具有较高的缺陷密度的相更有可能在低于大气压的操作压力下形成。在均匀形核过程中形成的平衡缺陷密度的基础上，在晶体结构的变化进行了讨论。合成的纳米粒子进行了检查，通过X射线衍射分析和透射电子显微镜。此外，还利用穆斯堡尔谱对合成的铁氧化物的晶相进行了验证性分析。
2008-01-07 cond-mat.mtrl-sci
Band-gap engineering at a semiconductor - crystalline oxide interface
晶体氧化物在半导体上的外延生长提供了向半导体器件引入新功能的途径。将晶体氧化物与半导体电耦合以实现功能行为的关键是控制它们的能带在界面处对齐的方式。在这里，我们应用传统上用于传统半导体之间的异质结的带隙工程原理来控制单晶氧化物和半导体之间的能带偏移。采用反应分子束外延技术在SrZr $_{x}$ Ti $_{1-x}$ O $_3$和Ge之间实现了原子突变和结构共格的界面，其中前者的带隙随着Zr含量$x$的增加而增强。我们提出了结构和电学特性的SrZr $_{x}$ Ti $_{1-x}$ O $_3$ -Ge异质结的$x$ = 0.2至0.75，并证明了带偏移可以从II型调整到I型，后者使用光电发射测量进行验证。I型能带偏移提供了一个平台，将氧化物的介电、铁电和铁磁功能与半导体器件集成在一起。
2014-10-27 cond-mat.mtrl-sci
Large scale synthesis of 2D graphene oxide by mechanical milling of 3D carbon nanoparticles in air
针对氧化石墨烯大规模合成难题，提出在空气中球磨碳烟中碳纳米颗粒的低成本方法，并揭示研磨时间对层厚、结构有序性、氧化程度及GO含量的影响。
2023-07-18 cond-mat.mtrl-sci
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
Field-induced water electrolysis switches an oxide semiconductor from an insulator to a metal
在这里，我们证明了水渗透的纳米多孔玻璃电开关的氧化物半导体从绝缘体到金属。我们制作的场效应晶体管结构的氧化物半导体，SrTiO 3，使用100%的水渗透的纳米多孔玻璃-非晶12 CaO * 7Al 2 O3-作为栅极绝缘体。对于正栅压，室温下SrTiO 3表面会相继发生电子积累、水电解和电化学还原，从而形成电子浓度极高（10^15-10^16 cm^-2）的薄金属层（约3 nm），表现出奇异的热电行为。
2010-11-16 cond-mat.mtrl-sci
Polymer coated cerium oxide nanoparticles as oxidoreductase-like catalysts
氧化铈纳米颗粒已被证明通过催化有机底物和活性氧的分解来模拟氧化还原酶。这种拟态可以在超氧自由基和过氧化氢中发现，它们是氧化应激相关疾病中产生的有害分子。尽管事实上，纳米粒子的功能化是强制性的，在纳米医学的背景下，聚合物涂层对它们的酶样催化活性的影响是知之甚少。在这项工作中，通过将7.8 nm的氧化铈核与两种聚丙烯酸钠和四种具有不同末端或锚定端基（如膦酸）的聚乙二醇（PEG）接枝共聚物缔合，制备了六种聚合物包覆的氧化铈纳米颗粒。系统地研究了包覆纳米粒子的超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶和类氧化酶催化活性。结果表明，聚合物涂层不影响氧化铈纳米粒子的类超氧化物歧化酶活性，不损害类过氧化氢酶和类氧化酶活性，并令人惊讶地提高了氧化铈纳米粒子的类过氧化物酶催化活性。还证明了用PEG接枝共聚物涂覆的颗粒比聚（丙烯酸）涂覆的颗粒作为氧化还原酶样酶表现更好，这一结果证实了在颗粒表面具有膦酸作为锚定基团的益处。
2020-08-19 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Chemical Capping Synthesis of Nickel Oxide Nanoparticles and their Characterizations Studies
本工作报告的方面有关的化学包覆合成的纳米尺寸的颗粒的氧化镍。这是一种简单、新颖和成本有效的方法。通过XRD分析估算了平均粒径、比表面积、结晶度指数。利用扫描电镜、红外光谱、紫外-可见光谱等技术对产物的结构、官能团和光学性质进行了分析. XRD研究证实存在高结晶度性质的氧化镍纳米颗粒。其粒径为12 nm，比表面积（SSA）为74 m2 g-1。由紫外-可见光谱确定了其光学带隙能量为3.83ev。
2012-12-19 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
The enzyme-like catalytic activity of cerium oxide nanoparticles and its dependency on Ce3+ surface area concentration
已知氧化铈纳米颗粒催化活性氧物质如超氧化物自由基和过氧化氢的分解。在这里，我们研究了超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）模拟催化活性的纳米铈，并证明存在的一般行为。对于尺寸为4.5，7.8，23和28 nm的颗粒，SOD和CAT催化活性表现出的特征形状的朗缪尔等温线作为铈浓度的函数。结果表明，催化效果增强较小的颗粒和颗粒与最大的Ce 3+分数。从不同的样品中获得的SOD样活性被发现在一个单一的主曲线上使用Ce 3+表面积浓度作为一个新的变量，表明存在的颗粒独立的氧化还原机制。对于CAT测定，H2 O2分子在颗粒表面的吸附调节了分解过程的功效，必须加以考虑。我们设计了一个基于电流法的实验来评估纳米氧化铈表面的H2 O2吸附，从而导致颗粒比表面积的重整化。取决于颗粒类型，吸附的H2 O2分子的量从2至20 nm-2变化。建议的缩放是预测性的，并允许确定SOD和CAT催化性能的氧化铈单独从物理化学特征。
2018-03-06 cond-mat.mtrl-sci
The Structural Fate of Individual Multicomponent Metal-Oxide Nanoparticles in Polymer Nanoreactors
多组分纳米颗粒可以合成具有均匀或相分离的结构，这取决于合成条件和掺入的元素。要了解的参数，确定其结构的命运，多组分金属氧化物纳米粒子的Co，Ni和Cu的组合组成的合成通过扫描探针嵌段共聚物光刻和其特征在于使用相关的电子显微镜。这些研究表明，结晶性，金属组分的比例，和合成温度决定了纳米颗粒的晶体结构和架构。Co-Ni-O系统主要由于CoO和NiO的可溶解性而形成岩盐结构，而Cu-Ni-O具有大的可溶解性间隙，根据退火温度和组成形成均匀的氧化物、异质结或合金。此外，还发现Co-Ni-Cu-O的高有序结构遵循低有序体系的行为。
2017-06-17 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Ferroelectric metal-oxide-semiconductor capacitors using ultrathin single crystalline SrZrxTi1-xO3
多功能氧化物在半导体上的外延生长已经开辟了将新功能引入半导体器件技术的途径。特别是，集成在半导体上的铁电材料可能会导致低功率场效应器件，可用于逻辑和存储器。铁电金属氧化物半导体（MOS）电容器的发展是实现这种场效应器件的关键，其中铁电栅极的极化耦合到半导体沟道的表面电势。在这里，我们表明，铁电MOS电容器可以实现使用单晶SrZrxTi 1-xO 3（x = 0.7），已外延生长在Ge上。我们发现，SrZrxTi 1-xO 3的铁电性能是非常强大的，作为栅极层薄至5 nm对应的等效氧化物厚度仅为1.0 nm表现出一个~ 2 V的滞后窗口的电容-电压特性。具有纳米栅厚度的铁电MOS电容器的发展为纳米电子器件开辟了新的前景。
2017-03-01 cond-mat.mtrl-sci
Interactions between sub-10 nm iron and cerium oxide nanoparticles and 3T3 fibroblasts : the role of the coating and aggregation state
最近的纳米毒性研究表明，工程纳米材料的物理化学特性在与活细胞的相互作用中起着重要作用。在这里，我们报告了NIH/3 T3小鼠成纤维细胞对铈和氧化铁亚10 nm纳米颗粒的毒性和摄取。涂层策略包括低分子量配体（柠檬酸）和聚合物（聚（丙烯酸），MW = 2000 g mol-1）。静电吸附在表面上，有机部分在生理条件下提供带负电荷的涂层。我们发现大多数颗粒是生物相容的，因为暴露的细胞相对于对照保持100%存活。只有裸露的和柠檬酸盐涂覆的纳米二氧化铈表现出轻微的线粒体活性降低铈浓度高于5 mM（相当于0.8 g L-1）。我们还观察到，柠檬酸盐包被的颗粒被细胞大量内化，通常在氧化铁孵育24小时后每个细胞250 pg。相比之下，聚合物包覆的颗粒以低得多的速率被吸收（< 30 pg/细胞）。柠檬酸盐包被颗粒显示的强摄取与细胞培养基中分散体的不稳定性及其沉降至细胞膜有关。总之，我们表明，由活细胞的纳米材料的摄取取决于涂层的颗粒和它的能力，以保持胶体性质的分散体。
2010-11-07 cond-mat.mtrl-sci
Embracing defects and disorder in magnetic nanoparticles
氧化铁纳米颗粒在从能源应用到生物医学的广泛技术中具有巨大的科学和技术潜力。为了提高其性能，迄今为止一直渴望单晶和无缺陷的纳米颗粒。然而，在最近的几项研究中，缺陷丰富的纳米粒子在磁热疗和磁粒子成像中优于无缺陷的纳米粒子。在这里，概述了国家的最先进的设计和表征的缺陷和由此产生的自旋无序的磁性纳米粒子的重点是氧化铁纳米粒子。强调了缺陷和无序对用于药物递送和癌症治疗的磁性纳米颗粒的细胞内磁热疗性能的有益影响。氧化铁纳米颗粒中的缺陷工程成为一种为生物医学定制其磁特性的替代方法，因为它已经成为半导体等成熟系统和包括钙钛矿太阳能电池在内的新兴领域的常见做法。最后，观点和想法给出了如何故意诱导缺陷的氧化铁纳米粒子及其潜在的影响，磁示踪剂监测细胞治疗和免疫治疗的磁粒子成像。
2020-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Improved Interfacial and Electrical Properties of GaSb Metal Oxide Semiconductor Devices Passivated with Acidic (NH4)2S Solution
采用酸性（NH 4）2S溶液对HfO 2/GaSb金属氧化物半导体器件进行表面钝化，可以有效地改善器件的界面和电学性能。与对照样品相比，经酸性（NH 4）2S溶液处理后的样品在频散、栅漏电流和界面陷阱密度等方面都有很大的改善。这些改进归因于酸性（NH 4）2S溶液增强了衬底的钝化，从化学机理的角度分析了这一点，并通过X射线光电子能谱学和高分辨截面透射电子显微镜证实了这一点。
2013-10-17 cond-mat.mtrl-sci
The role of the coating and aggregation state in the interactions between iron oxide nanoparticles and 3T3 fibroblasts
最近的纳米毒性研究表明，工程纳米材料的物理化学特性在与活细胞的相互作用中起着重要作用。在这里，我们报告了NIH/3 T3小鼠成纤维细胞对氧化铁亚10 nm纳米颗粒的毒性和摄取。涂层策略包括低分子量配体（柠檬酸）和聚合物（聚（丙烯酸），MW = 2000 g mol-1）。我们发现大多数颗粒是生物相容的，因为暴露的细胞相对于对照保持100%存活。柠檬酸盐包被颗粒显示的强摄取与细胞培养基中分散体的不稳定性及其沉降至细胞膜有关。
2011-08-10 cond-mat.mtrl-sci physics.bio-ph
Ferromagnetism in 2p Light Element-Doped II-oxide and III-nitride Semiconductors
本文研究了掺有102 p轻元素的Ⅱ-氧化物和Ⅲ-氮化物半导体作为潜在的稀磁半导体。基于我们的第一性原理计算，氮掺杂的ZnO，碳掺杂的ZnO，和碳掺杂的AlN被预测为铁磁性。这类DMS材料的铁磁性可以归因于类p-d交换的p-p耦合相互作用，这种相互作用是由杂质（类p t_2）和价（p）态之间相似的对称性和波函数引起的。我们还提出了一种共掺杂机制，使用铍和氮作为掺杂剂在ZnO中，以增强铁磁耦合，并增加溶解度和活性。
2007-09-13 cond-mat.mtrl-sci
Effects of dopants in InOx-based amorphous oxide semiconductors for thin-film transistor applications
非晶金属氧化物薄膜晶体管（TFT）使用掺杂有TiO 2、WO 3或SiO 2的InOx基半导体制造。虽然掺杂剂的密度在膜中是低的，在电性能的变化表现出强烈的依赖于掺杂剂的物种。我们发现这种依赖性可以用键离解能来合理解释。通过掺入具有较高键离解能的掺杂剂，膜变得对溅射沉积期间使用的氧分压不太敏感，并且对热退火处理保持电稳定。键离解能的概念可以有助于实现更稳定的金属氧化物TFT的平板显示器。
2013-09-20 cond-mat.mtrl-sci
The Current and Future Perspectives of Zinc Oxide Nanoparticles in the Treatment of Diabetes Mellitus
本文综述ZnO NPs的化学与绿色合成、表征技术及其抗菌、抗炎和抗糖尿病活性，指出其在血糖调控中的潜力与毒性研究需求。
2024-09-06 cond-mat.mtrl-sci physics.med-ph
Origin and control of ferromagnetism in dilute magnetic semiconductors and oxides
本文综述了磁掺杂杂质半导体和氧化物中空穴介导的铁磁性以及不含价带空穴的材料中高温铁磁性的起源。有人认为，在这些系统中，旋节分解成区域的大和小浓度的磁性组件发生。这种磁性纳米晶体的自组织组装可以通过共掺杂和生长条件来控制。这些多组分系统的功能一起描述了它们在自旋电子学，纳米电子学，光子学，等离子体激元学和热电的应用前景。
2007-11-02 cond-mat.mtrl-sci
Dipolar Interactions between Iron-Oxide Nanoparticles in Frozen Ferrofluids and Ferronematics
我们提出了一个详细的研究的磁性行为的氧化铁（γ-Fe 2 O3和Fe 3 O 4）的纳米粒子组成的铁磁流体（FF的）的平均粒径<d>= 2.5和10 nm。将颗粒分散在冷冻的液体载体（纯FF）中和冷冻的溶致液晶基质中，所述基质为双相或铁离子型（FN）（铁离子型溶致液晶酶）。FF相和FN相在室温下均表现出超顺磁性（SPM）行为，对于= 2.5和10 nm，其阻断温度T_B分别为10和100 <d>K。动态交流磁化率的测量结果表明，热激活的Néel-Brown依赖的阻断温度与所施加的频率。我们的研究结果表明，偶极相互作用是小的，但不可忽略的，相比单粒子的磁各向异性的能量障碍。从交流磁化率的拟合，我们计算了2.5 nm磁赤铁矿颗粒的有效磁各向异性常数K_{eff}。虽然在高度稀释的样品中存在的粒子间相互作用并没有明显地改变孤立粒子的动态磁行为，但计算出的磁各向异性比块状材料大一个数量级，表明存在大的表面各向异性。利用热激活模型拟合动力学数据，得到有效势垒Ea = 3.5 × 10 ^{-21} J。根据这些数据，我们得到单粒子有效磁各向异性的K_{eff} = 422 kJ/m^3。
2011-03-22 cond-mat.mtrl-sci
Band Offsets at Semiconductor-Oxide Interfaces from Hybrid Density Functional Calculations
通过基于混合密度泛函的方案来确定超导体-氧化物界面处的能带偏移，该方案包含Hartree-Fock交换的一部分$α$。对于每个体成分，调节部分$α$以再现实验带隙，然后相对于参考能级定位导带和价带边缘。通过界面计算确定批量参考水平的排列，并且显示几乎与分数$α$无关。将该方案应用于Si-SiO $_2$、SiC-SiO $_2$和Si-HfO $_2$界面，得到了与实验非常一致的结果。
2008-09-18 cond-mat.mtrl-sci
Fermi-level pinning in ErAs nanoparticles embedded in III-V semiconductors
本研究通过第一性原理计算，揭示了嵌入不同III-V族半导体的ErAs纳米颗粒的结构与电子特性，明确了其费米能级钉扎规律，为相关纳米复合材料的合理设计提供了理论依据。
2023-12-19 cond-mat.mtrl-sci
