The large magnetocaloric effect and refrigerant capacity in nanocrystalline/ amorphous Gd$_3$Ni/Gd$_{65}$Ni$_{35}$ composite microwires
我们报道了一类新型的纳米晶/非晶Gd $_3$ Ni/Gd $_{65}$ Ni $_{35}$复合微丝，它是通过控制凝固直接通过熔体提取产生的。X射线衍射（XRD）和透射电子显微镜（TEM）证实了在这些线的双相纳米晶/非晶结构的形成。磁场和磁热实验表明，当磁场变化为5 T时，在居里温度约为120 K附近，磁熵变（- $Δ$ SM ~9.64 J/kg K）和制冷量（RC ~742.1 J/kg）较大。这些值相对于其散装对应物大约1.5倍，并且优于在液氮温度范围内被考虑用于主动磁制冷的其他候选材料。
2020-07-26 cond-mat.mtrl-sci
Soft Magnetic Properties of Ultra-Strong and Nanocrystalline Pearlitic Wires
本文研究了粗晶块体材料在大变形条件下的磁软化性能。将微观结构与磁性能联系起来，对于小于磁交换长度的晶粒，矫顽场显著降低。这使得研究严重拉伸珠光体线材的软磁性能非常有趣。借助于起始两相微结构，可以实质上细化材料，这允许对纳米晶块体材料的磁性能进行研究。与粗粒初始珠光体状态相比，高度变形的线材的磁化率降低，而饱和磁化强度值增加，甚至超过从各个成分可预期的值。在拉伸状态下的最低结晶度被发现是520 A m的24 μ m厚的线和退火处理有一个进一步的积极影响it.The降低结晶度的两个相反的模型的框架中进行了讨论：一方面，晶粒细化和溶解的方解石的另一方面。辅助测量给出了一个明确的指示后一个模型，提供了足够的描述所观察到的磁性演变。
2022-01-10 cond-mat.mtrl-sci
Mechanical properties of ultra-hard nanocrystalline cubic boron nitride
采用透射电子显微镜和微纳压痕技术研究了块体纳米晶立方氮化硼的纳米结构和力学性能。所获得的硬度，弹性性能和断裂韧性的数据清楚地表明，纳米cBN属于一个家庭的先进超硬材料。
2019-05-10 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic and structural properties of nanocrystalline PrCo$_3$
采用X射线衍射、居里温度测定和磁性能测试等方法研究了高能球磨法制备的PrCo纳米晶$_3$的结构和磁性能。在1023 K至1273 K的温度范围内退火30 mn，以优化非本征性质。在1023 K退火的样品上，居里温度为349 K，矫顽场在10 K时为55 kOe，在293 K时为12 kOe.为了研究纳米尺度结构的影响，在微磁学的框架下对磁性进行了模拟。一个复合材料模型与硬微晶嵌入在非晶基体，对应于铣削材料，导致满意的协议与实验磁化曲线。[ K. Younsi，V. Russier和L. Bessais，J. Appl. Phys. { \bf 107}，083916（2010）]。微观尺度也将从$R$ Co $_x$化合物的电子结构的基于DFT的计算中考虑，其中$R$ =（Y，Pr）和$x$ = 2、3和5。
2011-04-28 cond-mat.mtrl-sci
Giant frequency dependence of dynamic freezing in nanocrystalline ferromagnetic LaCo0.5Mn0.5O3
我们研究了纳米晶LaCo0.5Mn0.5O3的磁性。研究了交流阻抗虚部的温度依赖性。磁化率在远低于铁磁转变温度（TC ~ 230 K）的温度Tf处显示出强烈的频率依赖性最大值。Tf的频率依赖性服从阿仑尼乌斯关系f = foexp（-Ea/kBT），物理上合理的值为fo = 109 Hz，Ea/kB = 1518 K。Tf每十年的频率的频移是在任何磁性系统中观察到的最高值之一，并且在LaCo0.4Mg0.1Mn0.5O3中也发现了类似的大值，这表明尽管明显存在长程铁磁有序，但这种行为是内在的。
2003-05-28 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic behavior of nanocrystalline LaMn2Ge2
LaMn_2Ge_2具有ThCr_2Si_2型四元晶系结构，在T_C= 326 K以下具有铁磁有序性。在这篇文章中，我们报告了这种化合物的纳米晶形式，通过高能球磨获得的磁性行为。该化合物的T_C对于纳米形式而言显著降低，而饱和磁矩的大小随着研磨时间的增加而显著降低。然而，矫顽场随着颗粒尺寸的减小而增大。因此，这项工作提供了一种途径来调整这些参数，通过减少在这个三元家庭的颗粒尺寸。
2008-06-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Unraveling the magnetic softness in Fe-Ni-B based nanocrystalline material by magnetic small-angle neutron scattering
利用磁小角中子散射研究了$(Fe_{0.7}Ni_{0.3})_{86}B_{14}$合金中的磁相互作用。$(Fe_{0.7}Ni_{0.3})_{86}B_{14}$合金是一种HiB-NANOPERM型纳米软磁材料，具有平均晶粒尺寸小于10 nm的超细结构。中子数据揭示了一个显着的自旋错位散射，这主要是有关的跳跃的纵向磁化在内部粒子矩阵接口。微磁小角中子散射理论可以很好地描述中子数据的场依赖性。特别地，该理论解释了在纯磁中子散射截面中观察到的“苜蓿叶型”角各向异性。所提出的中子数据分析还提供了访问的磁相互作用参数，如交换刚度常数，这对铁基纳米晶材料的磁性软度的优化起着至关重要的作用。
2022-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Excitonic Photoluminescence properties of nanocrystalline GaSb and Ga0.62In0.38Sb embedded in silica films
采用射频磁控共溅射法将GaSb和Ga0.62In0.38Sb纳米晶嵌入SiO2薄膜中，并在不同温度下分别在GaSb和Si衬底上生长。我们目前的结果10 K激子光致发光（PL）的纳米晶GaSb和Ga 0.62 In 0.38 Sb的性能作为其尺寸的函数。测量结果表明，GaSb和Ga_（0.62）In_（0.38）Sb纳米晶的光致发光符合量子限制模型。通过对PL谱的解卷积，确定了光致发光结构的起源。
2002-04-13 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Sintering Temperature on Structural and Magnetic Properties of Ni0.6Zn0.4Fe2O4 Ferrite: Synthesized from Nanocrystalline Powders
本文报道了烧结温度（Ts）对常规双烧结法合成的Ni_（0.6）Zn_（0.4）Fe_2 O_4（NZFO）铁氧体结构和磁性能的影响。样品在1200、1250和1300 °C下烧结。X射线衍射（XRD）分析表明，样品形成了单相立方尖晶石结构。测定了样品的饱和磁化强度Ms、矫顽场Hc、剩磁Mr和玻尔磁子μB等磁性参数，并与文献值进行了比较。在Ts=1300 oC时，Ms和Hc分别为71.94 emu/gm和1.2 Oe。计算了不同温度下的居里温度。值得注意的是，具有非常低的Hc的样品可用于Transformer磁芯和电感器应用。
2016-04-12 cond-mat.mtrl-sci
Vibrational Properties of Nanoscale Materials: From Nanoparticles to Nanocrystalline Materials
纳米团簇和纳米晶材料的振动态密度（VDOS）是从分子动力学模拟使用经验紧束缚势导出的。结果表明，纳米团簇内部的VDOS可以理解为相应的体相体系在毛细管压力作用下的VDOS。在纳米粒子的表面处，VDOS在低能量下表现出强烈的增强，并且显示出与在平坦的晶体表面附近发现的类似的结构。对于纳米晶材料的增加VDOS被发现在高和低的声子能量，与实验结果一致。来自晶粒中心、晶界和内表面的单个VDOS贡献表明，在纳米晶材料中，VDOS增强主要是由晶界贡献引起的，表面原子仅起次要作用。虽然毛细管压力也存在于纳米晶材料的晶粒内部，但它们对VDOS的影响与簇的情况不同，这可能是由于模式通过晶界的晶粒间耦合。
2003-08-26 cond-mat.mtrl-sci
Fe-Sn nanocrystalline films for flexible magnetic sensors with high thermal stability
Fe 3Sn 2晶体中Fe kagome晶格上的磁性和自旋轨道耦合的相互作用产生了独特的能带结构，导致比常规铁磁金属大一个数量级的反常霍尔效应。在这项工作中，我们证明了Fe-Sn纳米晶薄膜也表现出大的反常霍尔效应，适用于满足高灵敏度和热稳定性的磁传感器。在室温下通过共溅射技术制备的薄膜中，晶格有序的部分发展出现为Fe-Sn kagome层的纳米晶体。切线霍尔角，霍尔电阻率与纵向电阻率的比率，在接近Fe 3Sn 2的最佳合金组合物中大大增强，即使膜由非晶和非晶状畴组成，也例证了可果美起源。这些铁磁Fe-Sn薄膜具有很大的优势，作为霍尔传感器的热稳定性比半导体，由于弱的温度依赖性的异常霍尔响应。此外，室温制造使我们能够在有机衬底上开发机械柔性霍尔传感器。这些演示表明了可果美金属作为设计新功能设备的未开发资源的潜力。
2019-03-07 cond-mat.mtrl-sci
Thermal evolution of nanocrystalline co-sputtered Ni-Zr alloy films: Structural, magnetic and MD simulation studies
利用自行研制的三枪直流/射频磁控溅射装置，采用共溅射法在室温下成功地制备了单相均匀的Ni 10 Zr 7纳米晶薄膜。该膜可以在合金中以长程晶体学和化学顺序产生，从而克服了广泛公认的玻璃形成Ni-Zr对非晶化的固有倾向。这些合金的结晶度是关于在诸如储氢、催化活性和核反应堆工程等应用中改进功效的期望特征。该结晶相的热稳定性，是至关重要的过渡到可行的应用程序，通过系统的合金膜在473 K，673 K和923 K的退火不同的持续时间进行了研究。虽然膜在473 K下是稳定的，但在673 K下退火的效果是产生偏析成纳米晶Ni（超顺磁性）和非晶Ni+Zr（非磁性）相。采用几种分析层状结构的有效方法，对退火前后的物理结构和磁结构进行了详细的分析，得到了一致的结果。极化中子和X射线反射计，掠入射X射线衍射，飞行时间二次离子质谱和X射线光电子能谱学被用来衡量在纳米尺度上的相分离。基于SQUID的磁强计被用来研究宏观磁性。用分子动力学计算对该体系进行模拟退火，结果与实验结果吻合较好。这项研究提供了一个全面的了解的创建和结晶Ni-Zr合金的热演化。
2021-09-29 cond-mat.mtrl-sci
Glassy magnetic phase driven by short range charge and magnetic ordering in nanocrystalline La$_{1/3}$Sr$_{2/3}$FeO$_{3-δ}$: Magnetization, Mossbauer, and polarised neutron studies
电荷有序的La $_{1/3}$ Sr $_{2/3}$ FeO $_{3-δ}$（LSFO）的块体和纳米晶形式的研究使用交流和直流磁化，穆斯堡尔和极化中子的研究。一个复杂的情况下，短程电荷和磁有序实现从极化中子研究纳米晶样品。这种短程有序不涉及自旋状态的任何变化和Fe $^{3+}$和Fe $^{5+}$之间的电荷不成比例的修改相比，散装对应物中明显的穆斯堡尔结果。对Fe $^{3+}$和Fe $^{5+}$的磁衍射峰进行了细化，得到了体相样品的磁矩约为3.15 $μ_B$和1.57 $μ_B$，纳米晶样品的磁矩约为2.7 $μ_B$和0.53 $μ_B$。电荷有序的不稳定导致磁相分离，从而产生强大的交换偏置（EB）效应。引人注目的是，对于平均尺寸为$\sim$ 70 nm的样品，在5 K下的EB场达到高达4.4 kOe的值，这对于体相对应物是零。交流磁化率的强频率依赖性揭示了在$\sim$ 65 K附近的团簇玻璃样转变，低于该温度出现EB。研究结果表明，非常规短程电荷和磁有序驱动下的复杂玻璃态磁性行为受有限尺寸效应控制，纳米晶LSFO中出现了磁相分离。
2012-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic behavior of nanocrystalline ErCo2
我们已经研究了一个众所周知的Laves相化合物，ErCo 2-的散装形式，其中已被称为经历一个有趣的一阶亚铁磁有序近32 K -通过高能球磨合成的纳米晶形式的磁性行为。据发现，在这些纳米晶，钴表现出铁磁秩序在室温下推断的磁化数据。然而，Er亚晶格的磁转变温度基本上不受影响，好像（Er）4f-Co（3d）耦合对Er磁性是弱的。净磁矩，在高场测量，坐在120千奥斯特，显着减少相对于散装在亚铁磁有序状态和可能的原因进行了概述。我们还比较了块状和纳米颗粒的磁热行为。
2009-06-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Unraveling structural and magnetic information during growth of nanocrystalline SrFe12O19
本研究通过原位同步辐射X射线衍射发现水热合成SrFe12O19过程中存在此前被忽略的FeOOH中间相，成功异地重现合成并结合多种表征揭示了材料的形貌与磁性能影响因素。
2025-06-17 cond-mat.mtrl-sci
Optical Properties of Nanocrystalline Y2O3:Eu3+
研究了平均粒径为15 nm的掺铕氧化钇（YPDMATHABMM O $_{3}$：Eu $^{3+})$）纳米晶红色荧光粉的光学性质。最强发射线的强度在612 nm处被发现是最高的纳米晶样品与4原子。重量%的铕。窄的电子发射光谱表明在这种纳米材料中存在晶体。我们已经估计了晶体场参数的强度在掺杂剂的网站，这起着至关重要的作用，在确定的外观的强发射线。根据斯托克斯和反斯托克斯拉曼散射的强度比计算了该体系的平衡温度。虽然已知的散装样品，我们的方法和随之而来的结果的结晶纳米材料的Y $_{2}$ O $_{3}$：Eu $^{3+}$提供了一个独特的报告，我们相信，可以在纳米技术的斯托克斯和反斯托克斯拉曼散射的强度比相当重要。虽然已知的散装样品，我们的方法和随之而来的结果的结晶，缺陷/无序的纳米材料Y2 O3：Eu 3+提供了一个独特的报告，我们相信，可以在纳米技术具有相当大的意义。
2006-01-11 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic, Optoelectronic, and Rietveld refined structural properties of Al3+ substituted nanocrystalline Ni-Cu spinel ferrites: An experimental and DFT based study
本文结合溶胶-凝胶实验、XRD/Rietveld精修、VSM与DFT计算，研究Al3+取代Ni-Cu纳米尖晶石铁氧体的结构、磁性及光电特性。
2023-01-26 cond-mat.mtrl-sci
Morphology and mechanical properties of nanocrystalline Cu/Ag alloy
采用Monte Carlo（MC）/分子动力学（MD）混合模拟方法研究了不同Ag含量的纳米Cu/Ag合金的微观结构。当Ag浓度低于50个Ag原子/nm时，Ag浓度的增加导致单层晶界（GB）络合物逐渐生长成纳米层络合物。高于50个Ag原子/nm的浓度，观察到具有体晶相的润湿层。采用分子动力学模拟方法研究了Ag对纳米Cu/Ag合金的力学性能和变形机制的影响。GB的滑动阻力被发现，首先增加，然后减少与Ag浓度的增加。令人惊讶的是，我们还发现，位错密度单调降低，在银浓度的增加，这表明，晶粒内部软化的银掺杂剂在GB的引入。此外，存在一个临界Ag浓度，使纳米Cu/Ag合金的流动应力最大化。当晶粒直径从5 nm增加到40 nm时，流变应力、晶界滑动阻力和晶内位错密度对Ag掺杂的敏感性降低。
2017-01-11 cond-mat.mtrl-sci
A detailed analysis of the Raman spectra in superconducting boron doped nanocrystalline diamond
利用可见光激发拉曼光谱研究了超导（Tc= 3.8K）重掺硼纳米金刚石的光散射特性。确定了带心声子线和电子连续谱的Fano型干涉。线形分析显示Fano线形具有显著的不对称性（q=-2）。拉曼散射振幅的反常波长依赖性和小的值被观察到与以前的研究一致。
2013-05-03 cond-mat.mtrl-sci
Magnetocaloric properties of nanocrystalline La$_{0.125}$Ca$_{0.875}$MnO$_{3}$
最近的一些实验研究表明，当锰氧化物的颗粒尺寸减小到纳米尺度时，反铁磁转变是不可见的。在完全相反的情况下，我们已经观察到反铁磁转变的签名的磁热性能的纳米晶La $_{0.125}$ Ca $_{0.875}$ MnO $_{3}$的平均粒径为70和60纳米类似于其多晶散装形式。该系统在其多晶和纳米晶形式中表现出逆磁热效应。对于粒径为$\sim 60$ nm的样品，在低温下稳定了额外的铁磁相。
2009-06-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Atomic-scale modeling of the deformation of nanocrystalline metals
纳米晶体金属，即粒度为5至50纳米的金属，显示出技术上有趣的特性，例如硬度显着增加，并随着粒度的减小而增加。由于晶粒尺寸小，这些材料的塑性形变的直接原子尺度模拟是可能的，因为这样的多晶系统可以用今天可用的计算资源来建模。我们提出了分子动力学模拟的纳米晶铜的晶粒尺寸高达13 nm。两种不同的变形机制是活跃的，一种是通过位错运动的变形，另一种是在晶界上的滑动。在这里研究的晶粒尺寸，后者占主导地位，导致软化的晶粒尺寸减小。这意味着有一个“最佳”晶粒尺寸，在那里硬度最大。由于晶界积极地参与变形，因此研究在晶界中引入杂质原子的影响是有趣的。我们研究了晶界上的银原子如何影响纳米晶铜的力学性能。
1998-12-07 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis of La0.5Ca0.5-x xMnO3 nanocrystalline manganites by sucrose assisted auto combustion route and study of their structural, magnetic and magnetocaloric properties
采用蔗糖改性自燃烧法制备了高锰酸盐La0.5Ca0.5-xxMnO 3（LCMO）纳米材料。晶体结构的X射线衍射图的Rietveld细化证实了具有Pbnm空间群的单相斜方晶系（No.62）。在LCMO结构中自愿产生Ca空位，以研究它们对系统中磁行为的影响。磁化率被发现是高度增强的样品与Ca-空位。在254 K附近，两种样品都发生了顺磁-铁磁相变。这种转变的特点是，在样品中的钙空位的磁化率的急剧跳跃。在6 T的磁场下，两种化合物的最大熵变分别为2.30 J kg ~（-1）K ~（-1）和2.70 J kg ~（-1）K ~（-1）。间接法计算的磁热绝热温度变化值为5.6 K和5.2 K的非空位和Ca空位化合物，分别为。在这项工作中报道的Ca-空隙La0.5Ca0.5-xxMnO 3（x=0.05）的磁热效应比LCMO的整体增强。制备LCMO材料的技术有利于提高磁热效应和磁行为。因此，我们得出结论，这种成本较低的环境友好系统可以被认为是磁制冷应用的更有利的候选人，然后通常的Gd基化合物。
2019-10-27 cond-mat.mtrl-sci
Structural, Dielectric, and Electrical Transport Properties of Al3+ Substituted Nanocrystalline Ni-Cu Spinel Ferrites Prepared Through the Sol-Gel Route
本文采用溶胶-凝胶自燃烧法合成了一系列纳米晶Ni0.7Cu0.30AlxFe2-xO 4（x=0.00 ~ 0.10，步长为0.02）铁氧体。分析了Al 3+掺杂对Ni-Cu尖晶石铁氧体纳米粒子的结构、形貌、介电性能和电学性能的影响。采用X射线衍射（XRD）光谱和FTIR分析研究了所制备的纳米颗粒（NPs）的结晶和结构特征。提取的XRD图谱确保了所有样品的单相立方尖晶石结构，具有均匀性和无杂质，这表明高结晶NP的产量。通过场发射扫描电子显微镜（FESEM）进行的表面形貌研究中观察到的平均晶粒尺寸与Al 3+含量的增加略有减少。所研究的材料被发现在半球形形状，显示多域晶粒分离的晶界与一些团聚。使用能量色散X射线（EDX）对合成的Ni-Cu尖晶石铁氧体的化学组成进行研究，确保每个样品中存在适当比例的每个组分。
2022-05-12 cond-mat.mtrl-sci
Evolution of microstructural and mechanical properties of nanocrystalline Co2FeAl Heusler alloy prepared by mechanical alloying
采用机械合金化方法制备了具有纳米晶结构的Co2 FeAl Heusler合金。研究了合金的形成机理。Rietveld分析表明，研磨超过15小时的所有样品具有空间群为Fm 3 m的L21结构。采用Williamson-Hall方程计算了样品的晶粒尺寸和内部应变。随着机械合金化的20小时，Co2 FeAl的微晶尺寸增加，之后微晶尺寸开始减小。而内应变则随着球磨时间的增加先减小后增大。将MA 20小时后获得的粉末分成三部分，并分别在300、500和700 ℃下退火5小时。当退火温度达到500 ℃时，粉末颗粒的硬度值随退火温度的升高而显著增加。而在700 ℃退火后，试样的硬度值下降。这似乎与晶粒尺寸的增大、晶格有序性的增强、缺陷和杂质密度的变化以及非化学计量效应等参数有关。
2012-02-08 cond-mat.mtrl-sci
Preparation and Properties of Er-Doped ZrO2 Nanocrystalline Phase-Separated Preforms of Optical Fibers by MCVD Process
采用MCVD和溶液掺杂技术制备了掺Er的ZrO 2基纳米晶分相石英光学预制棒。制造的预制芯是几乎透明的，并包含相分离的稀土掺杂纳米晶体颗粒，其直径主要在20至80 nm的范围内。在预制芯中的铒和铝的浓度分别为约0.3和14摩尔%，已经实现了在芯-包层界面上没有缺陷。在800-1600 nm范围内的光谱损失和铒离子的荧光光谱在1550 nm左右的光纤上从预制件上测量的报告。
2011-11-30 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
High-field magnetoresistance of microcrystalline and nanocrystalline Ni metal at 3 K and 300 K
的磁阻（MR）和磁化等温线进行了研究，以高磁场在T = 3 K和300 K的微晶（$μ$ c）Ni箔对应于块体Ni和纳米晶（NC）Ni箔。在T = 3 K时，对于剩余电阻率比（RRR）为331的$μ$ c-Ni样品，电阻率的场依赖性与先前报道的高纯铁磁体相似，而对于RRR = 9的nc-Ni样品，MR（H）行为与在低温下观察到的低杂质浓度的Ni基合金相似。在磁饱和状态下，电阻率增加与磁场为两个样品在T = 3 K和场的依赖性占主导地位的普通MR由于洛伦兹力作用于电子轨迹。然而，发现$μ$ c-Ni的MR（H）曲线是饱和的，而nc-Ni的MR（H）曲线是不饱和的，这一差异是由它们非常不同的电子平均自由程引起的。在T = 300 K时，两种Ni样品的MR（H）曲线与块体Ni的已知曲线非常相似。磁饱和后，电阻率随磁场的增大而近似线性下降，这是由于热致磁无序随磁场的增大而受到抑制。利用Kohler图分析了两种温度下的MR（H）数据，从Kohler图导出了电阻率各向异性分裂（$Δρ_{AMR}$）和各向异性磁阻（AMR）比。结果表明，在T = 300 K，$ρ(H\rightarrow 0)=ρ(B\rightarrow 0)$由于普通MR的贡献可以忽略不计。在3 K和300 K的两个Ni样品的数据被发现表明，$Δρ_{AMR}$与零场电阻率近似线性标度。这意味着，AMR比不随温度变化显着在…
2022-03-22 cond-mat.mtrl-sci
Microstructural Changes Influencing the Magnetoresistive Behavior of Bulk Nanocrystalline Materials
采用室温高压扭转的剧烈塑性形变方法制备了中、小铁磁含量的块体纳米晶材料。在形变态材料中发现了巨磁阻效应，通过热处理调整材料的微观结构，可以进一步改善材料的巨磁阻效应。适当的退火温度范围进行了评估与原位同步辐射衍射测量。热处理后的CuCo材料在300 ℃下退火1 h后显示出较大的巨磁电阻，而CuFe材料的退火温度过高，降低了磁电阻性能。通过热处理的磁阻的改善进行了讨论相对于通过电子显微镜和非原位同步辐射衍射测量观察到的微观结构的演变。
2020-09-07 cond-mat.mtrl-sci
Studying the elastic properties of nanocrystalline copper using a model of randomly packed uniform grains
我们开发了一种新的Voronoi协议，这是一种空间镶嵌方法，以生成完全致密（不含空隙）的铜（Cu）的纳米晶模型，精确的晶粒尺寸控制，我们还进行单轴拉伸试验，使用分子动力学（MD）模拟测量的弹性模量的晶界和晶粒内部组件在300 K。我们发现，晶界变形更多的本地相比，在热振动下的晶粒核心区域，是弹性刚度小于在有限温度下的核心组件。晶界的弹性模量低于晶粒内部的30%。我们的研究结果将有助于发展更准确的连续模型的纳米晶金属。
2013-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exploring the hysteresis properties of nanocrystalline permanent magnets using deep learning
我们展示了使用模型降阶和神经网络估计的磁滞特性的纳米晶永磁体的微观结构。通过数据驱动的方法，我们从晶粒生长和微磁模拟产生的数据集中学习退磁曲线。我们表明，磁铁的颗粒结构可以在一个低维的潜在空间编码。使用变分自编码器构造潜在代码。结构编码到迟滞特性的映射是一个多目标回归问题。我们应用深度神经网络并使用参数共享，以便从磁体的结构代码中预测沿着退磁曲线的锚点。将该方法应用于纳米晶永磁体磁性能的研究。我们展示了如何通过潜在空间中两点之间的插值生成新的晶粒结构，以及如何预测所得到的磁体的磁性。
2022-03-30 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Magnetic anomalies in nanocrystalline Ca3CoRhO6, a geometrically frustrated spin-chain compound,
我们已经研究了纳米晶体的磁性行为，通过高能球磨合成，为一个著名的几何挫折自旋链系统，Ca 3CoRhO 6，并通过测量交流和直流磁化强度与散装形式的磁特性进行比较。可归因于“部分无序反铁磁性”（表征块体形式）的发作的功能是没有看到在纳米颗粒的磁化数据;磁矩在高场在非常低的温度范围内的磁有序状态得到相对增强的纳米颗粒。看来，铁磁链内相互作用，判断顺磁居里温度的符号，是保存在纳米粒子。这些趋势与Ca 3Co 2 O 6中所见的相反。然而，复杂的自旋动力学证明了大的频率依赖性的交流磁化率是保留在纳米粒子以及。因此，纳米颗粒的性质与块体材料的性质既有相似之处，也有不同之处。我们相信，这些发现将是有用的，以了解相关长度决定几何挫折和/或自旋链现象的各种属性。
2009-06-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Impact of post deposition annealing in O2 ambient on structural properties of nanocrystalline hafnium oxide thin film
本文采用溅射法制备了HfO2薄膜（100 nm），并在氧气气氛中于400~1000 \degree（以200 \degree为步长）的温度范围内退火10 min。利用XRD研究了氧气氛中退火温度对微晶尺寸、物相、取向、应力等结构性能的影响。红外吸收光谱中的Hf-O声子峰位于512，412 cm ^-1处。在720 cm ^-1和748 cm ^-1处的伸缩振动模式对应于HfO2。AFM数据显示平均晶粒尺寸在38 nm至67 nm的范围内。该膜揭示了结构性质的变化，这似乎是负责在氧的百分比，折射率（1.96至2.01）在632 nm波长和粗糙度（6.13 nm至16.40 nm）的变化。退火温度以及环境条件对应力、晶体尺寸以及原子排列有显著影响。对于高质量的膜，退火温度大于600 \degree是期望的。
2016-05-04 cond-mat.mtrl-sci
In situ high-cycle fatigue reveals the importance of grain boundary structure in nanocrystalline Cu-Zr
纳米晶体金属通常具有高的疲劳强度，但对裂纹扩展的抵抗力低。非晶晶界膜是无序的晶界络合物，其已被证明在单调加载期间通过扩散晶界应变集中来延迟裂纹成核和减缓裂纹扩展，这表明它们也可能有益于疲劳性能。为了探讨这一假设，在原位透射电子显微镜疲劳循环进行Cu-1原子%。Zr薄膜经热处理后，要么只具有有序的晶界，要么含有非晶的晶间膜。只有有序晶界的样品经历了晶粒粗化裂纹萌生，然后由不稳定的裂纹扩展和广泛的nanocracking，而含有非晶间膜的样品没有晶粒粗化裂纹萌生，然后由稳定的裂纹扩展和分布的塑性活动。通过简单的热处理控制这些行为的微结构设计可以允许纳米晶金属疲劳韧性的改善。
2018-11-18 cond-mat.mtrl-sci
Superconducting properties of nanocrystalline MgB$_2$ thin films made by an in situ annealing process
研究了脉冲激光沉积原位退火制备的$_2$薄膜的结构和超导性能。横截面透射电子显微镜揭示了具有非常小的晶粒尺寸的织构化MgO和MgB $_2$的纳米晶混合物。零电阻转变温度（$T_{c0}$）为34 K，零场临界电流密度（$J_c$）为$1.3 \times 10^6$ A/cm $^2$。的不可逆性领域是$\sim$ 8 T在低温下，虽然观察到严重的钉扎不稳定性。这些块状超导特性表明原位沉积工艺可以成为MgB $_2$约瑟夫森结技术的可行候选者。
2001-05-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Martensite-like transition and spin-glass behavior in nanocrystalline Pr0.5Ca0.5MnO3
我们报告等温脉冲（20 ms）场磁化，温度依赖的交流磁化率，和静态低磁场测量进行10 nm大小的Pr 0.5Ca 0.5MnO 3纳米粒子（PCMO 10）。发现与体PCMO（~300 kOe）相比，PCMO 10（~ 250 kOe）的磁化饱和场减小。随着温度的升高，“熔化”残余电荷有序相所需的临界磁场呈指数衰减，而场转变范围变宽，这表明马氏体状转变。交流磁化率的数据表明存在一个频率依赖的冻结温度，满足常规的Vogel-Fulcher和幂律，指向一个自旋玻璃般的无序磁相的存在。本研究结果有助于更好地理解锰氧化物的物理性质，并可能对实际应用有所帮助。
2012-04-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Large-scale multiscale modeling of phase transformation in nanocrystalline materials: Atomistic and Phase-Field methods
本研究将原子分子动力学模拟与介观相场计算方法相结合，以研究多晶铝微结构中的相变。事实上，工程材料的微观结构计算建模可以帮助优化其工业应用的机械性能（例如涡轮叶片的定向凝固）。因此，多尺度建模方法的开发，以找到制造变量（如温度）和晶体材料的微观结构特性（如晶粒尺寸）之间的关系，这可以用来开发一个先进的制造工艺的敏感应用。结果表明，晶粒生长的原子模型可以作为研究相变动力学的第一性原理方法，更准确地描述多晶材料的形貌。另一方面，相场介观方法需要较少的计算工作量，但仍然依赖于半经验数据来捕捉准确的相变制度，这使得这种方法适合于快速检查新的制造条件以及其对多晶材料的微观结构性能的影响。
2019-06-17 cond-mat.mtrl-sci
A cylindrical sintering method for more realistic grain boundaries in nanocrystalline thin films
Institute of Physics of Materials, The Czech Academy of Sciences（材料物理研究所，捷克科学院）；Central European Institute of Technology, Brno University of Technology（中欧技术研究所，布尔诺理工大学）；Charles University, Faculty of Mathematics and Physics（查理大学，数学与物理学院）
本文提出圆柱烧结方法生成具有更宽无序晶界的纳米晶铝薄膜样品，相比Voronoi方法更真实，且力学性能更低，并发现几何与势函数影响独立可加，存在反Hall-Petch关系。
2026-09-15 cond-mat.mtrl-sci
Plastic yielding in nanocrystalline Pd-Au alloys mimics universal behavior of metallic glasses
研究了固溶体对纳米晶（NC）$\mathrm{Pd}_{\mathrm{100-x}} \mathrm{Au}_{\mathrm{x}}$合金（$0 \leq \mathrm{x} < 50 \mathrm{at.\%}$）力学性能的影响。浓度已被用作控制参数，以在基本不变的微观结构（晶粒尺寸$D\approx 10\mathrm{ nm}$）下调整材料性能（弹性模量、Burgers矢量、堆垛层错能）。与粗晶面心立方合金形成鲜明对比的是，我们观察到固溶体软化增加金含量。从模型和理论的预测，明确考虑到纳米级的微观结构的影响，对浓度依赖的剪切强度已被推翻，无一例外。因此，这意味着位错活动对强度的贡献很小。事实上，我们发现剪切强度和剪切模量之间存在线性相关性，这与Johnson和Samwer [W.L. Johnson和K. Samwer，PRL 95，195501（2005）]。
2016-01-07 cond-mat.mtrl-sci
Impact of Cr doping on the structure, optical and magnetic properties of nanocrystalline ZnO particles
通过对ZnO的结构、光学和磁学性质的研究，探讨了Cr掺杂对ZnO的影响。采用溶液燃烧法制备了Zn 1-xCrxO（x = 0，0.01，0.03和0.05）纳米粒子。X射线粉末衍射（XRD）结果表明，所合成的样品均为六方纤锌矿结构，表明Cr 3+离子取代了Zn 2+离子而没有改变其结构。采用Willamson-Hall方法计算了ZnO的晶粒尺寸和微应变，发现ZnO的晶粒尺寸和微应变为36 +-2 nm，Zn_（0.95）Cr_（0.05）O的晶粒尺寸和微应变随Cr掺杂浓度的增加而减小，为20 +-2 nm。透射电子显微镜（TEM）结果表明，Zn_（1-x）Cr_xO（x = 0，0.03和0.05）的粒径分别为48 ± 2 nm，29 ± 2 nm和25 ± 2 nm。TEM形貌表明掺杂样品中的粒子发生了团聚。随着Cr含量从x = 0增加到0.05，带隙分别从3.305 ± 0.003eV略微减小到3.292 ± 0.003eV。光致发光测量显示，在样品中存在的缺陷，与锌空位和单离子氧空位。利用振动样品磁强计（VSM）在300 K下测量了ZnO和Cr掺杂ZnO的磁场相关磁化强度。所有样品都表现出铁磁行为。基于束缚磁极化子（BMP）机制解释了在ZnO中观察到的这种长程铁磁性有序。单电离氧空位在ZnO中观察到的室温铁磁性（RTFM）中起着至关重要的作用。由于这些样品中存在的缺陷，在Cr…
2021-11-14 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic microstructure of nanocrystalline Fe-Nb-B alloys as seen by small-angle neutron and X-ray scattering
该研究通过SANS和SAXS分析纳米晶Fe-Nb-B合金的磁微结构，揭示自旋错位引起的三叶草型磁散射，验证微磁理论并获取关联长度等关键参数，助力软磁性能优化。
2024-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Microstructure, mechanical properties and aging behaviour of nanocrystalline copper-beryllium alloy
本文报道了大塑性形变Cu -2wt%Be合金粗晶和纳米晶时效动力学的综合研究。结果表明，粗晶合金时效后，连续形成纳米级的体心立方（bcc，CsCl型）半共格颗粒，其晶体取向关系为{220} Cu // {200} CuBe。这些颗粒产生了显着的内部应力场，并成为位错滑移的障碍，导致硬度从95维氏硬度（HV）的溶解合金到400 HV的老化的变化。剧烈的塑性形变导致形成平均晶粒尺寸为20 nm和HV为390的单相纳米晶组织。结果发现，该晶粒尺寸轻微驱动晶界偏析。纳米晶合金的进一步时效导致沉淀物在原Cu晶界上的不连续形成和亚稳相的跳跃。观察到老化纳米结构合金的最大硬度为466 HV的显著的时效硬化。力学性能测试结果表明，对于粗晶和纳米晶合金，显微组织和进一步时效对合金的强度性能都有很大的影响。纳米结构合金具有良好的热稳定性。CuBe相的硬度值的理论计算。结果表明，Be作为一种轻合金元素，可以直接改变大变形铜合金的显微组织。
2020-05-11 cond-mat.mtrl-sci
Emergent Griffiths-phase-like behavior in the ball-milled nanocrystalline Dy4RhAl and its implication
本研究通过直流磁化率和热容测量，发现球磨制备的纳米晶Dy4RhAl随粒径减小反铁磁有序被抑制，在远高于块体奈尔温度的30 K处出现类格里菲斯相特征，表明长程有序前表面磁性占主导。
2024-04-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Properties of Nanocrystalline Silicon Probed by Optomechanics
纳米晶体材料表现出的性质可能与其单晶对应物的性质有很大不同。因此，它们提供了增强和优化其设备和应用程序功能的方法。在这里，我们报告的光学，机械和热性能的纳米晶硅探测光机械纳米束的光吸收，机械损耗，热生成和耗散的动力学信息。光机械纳米梁是利用非晶硅层在不同温度下退火制备的纳米晶薄膜。所得的微晶尺寸和薄膜中的应力可以通过退火温度和时间来控制，因此，薄膜的性质可以相对自由地调节，如这里通过电子显微镜和拉曼散射所证明的。我们发现，纳米微晶尺寸和晶界的体积分数通过非线性光学和热过程中的耗散率发挥了关键作用。在950 ℃退火的纳米晶Si中实现的光机械腔中发现了有前途的光学（13000）和机械（1700）品质因数。增强的吸收和复合率通过间隙内的状态和降低的热导率提高了潜力，利用这些非线性效应的应用，包括NEMS，声子激光和基于混沌的设备。
2020-09-02 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Correlating Nanocrystalline Structure with Electronic Properties in 2D Platinum Diselenide
二硒化铂（PtSe ${_2}$）是一种具有出色的电子和压阻特性的二维（2D）材料。该材料可以在低温下以可扩展的方式生长，这使得它对许多潜在的电子，光子和传感应用极具吸引力。在这里，我们研究了不同的PtSe ${_2}$薄膜生长的热辅助转换（TAC）的纳米晶结构，并与它们的电子和压阻性能。我们使用扫描透射电子显微镜进行结构分析，使用X射线光电子能谱学（XPS）进行化学分析，使用拉曼光谱进行物相鉴定。使用转移的PtSe ${_2}$膜制造电子器件，用于电表征和压阻应变计因子测量。微晶尺寸和取向的变化被发现有很强的相关性与薄膜的电子和压阻性能，特别是方阻和有效的载流子迁移率。我们的研究结果可能为调整和优化TAC生长的PtSe ${_2}$的性质，走向众多的应用铺平了道路。
2021-04-08 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Phase separation of a supersaturated nanocrystalline Cu Co alloy and its influence on thermal stability
研究了一种平均晶粒尺寸约为100 nm的Cu Co过饱和固溶体在非等温和等温退火条件下的热分解行为、组织演变及其对力学性能的影响。纯的细晶粒Cu和Co在退火时表现出大量的晶粒生长，而Cu Co合金在相同的退火温度下是热稳定的。退火后的微观结构进行了研究，通过独立的表征方法，包括扫描电子显微镜，电子能量损失谱和原子探针层析成像。在Cu Co合金的相分离过程中进行相同的机制，但在不同的长度尺度上：细尺度的调幅型分解观察到在晶粒内部，同时具有较大规模的Co和Cu区域形成的晶界区域附近。随后在较高的退火温度下的晶粒生长导致由纯平衡相组成的微观结构。这样的机制可以用于定制纳米结构以优化某些特性。
2016-11-04 cond-mat.mtrl-sci
Debye temperature of nanocrystalline Fe-Cr alloys obtained by mechanical alloying
采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和穆斯堡尔谱（MS）等技术对机械合金化制备的一系列纳米晶Fe 100-xCrx合金进行了研究。使用XRD和SEM对样品进行结构表征，而MS允许进行相分析以及确定德拜温度Theta_D。关于后者，在约100 μ m的范围内显示出相对于体积Theta_D值的增强。40 < x <50。在Fe_（55.5）Cr_（44.5）样品中检测到两个相，即（1）晶相和磁性相，θ_D=572（56）K;（2）非晶相和顺磁性相，θ_D=405（26）K。
2015-05-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Lattice disorder and Ferromagnetism in La0.67Ca0.33MnO3 nanoparticle
本文研究了La_（0.67）Ca_（0.33）MnO_3在块体多晶、纳米晶和非晶相的铁磁性。从晶相到非晶相的结构变化表现出系统的TC（顺磁到铁磁转变温度）和自发磁化强度（MS）的下降。实验结果显示了更多的特征，例如，在磁化强度的温度依赖性中出现大的磁不可逆性，在高磁场下缺乏磁饱和，在TB以下的磁化被阻挡，以及磁化率的增强。此外，在TC附近的磁相变由块状样品的一级特征转变为纳米晶和非晶样品的二级特征。我们理解所观察到的磁性特征为减小的颗粒尺寸和增加的磁性（自旋-晶格）无序的影响。我们注意到，非晶样品的磁动力学是明显不同的纳米晶样品。非晶态样品的铁磁性与已报道的非晶态铁磁性纳米颗粒的性质相当。我们还证明了无序壳层在控制铁磁芯动力学中的作用。
2008-10-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Structure of nanocrystalline materials using atomic pair distribution function analysis: study of LiMoS2
首次从实验上确定了LiMoS_2的结构。由于这种层间化合物的结构相干性较短（~ 50 A），因此缺乏定义明确的布拉格峰，因此使用原子对分布函数（PDF）分析方法。这代表了第一个实例之一，其中这种衍射差的材料的结构是从包括漫射以及布拉格散射的总散射确定的。Mo被Li还原导致Mo-Mo键合，并形成扭曲的Mo-S6八面体链。使用改进的结构参数，这种材料的电子能带结构进行了计算，并与所观察到的材料性能良好的协议。
2001-06-15 cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature near-infrared silicon carbide nanocrystalline emitters based on optically aligned spin defects
块体碳化硅（SiC）是一种在生物应用和量子传感方面具有广阔应用前景的材料体系。然而，由于大的禁带能隙，其光学活性超出了用于体内成像和光纤通信的近红外光谱窗口。在这里，我们报告的SiC纳米晶体的制造和隔离不同的纳米级分的范围从600 nm到60 nm的大小。结构分析揭示了最小的纳米晶体进一步碎裂成ca。10纳米大小的高结晶质量的集群，由非晶化区域分开。我们使用中子辐照来产生硅空位，展示近红外光致发光。最后，我们检测到，第一次，这些硅空位托管在SiC纳米晶体的室温自旋共振。这开辟了有趣的前景，不仅将它们用作体内发光标记，而且还用作磁场和温度传感器，允许监测各种物理，化学和生物过程。
2014-09-02 cond-mat.mtrl-sci
Multiferroic Properties of Nanocrystalline BaTiO3
一些多铁性材料[1]形成了一类罕见的材料，它们表现出铁磁性和铁电性共存引起的磁电耦合，具有许多技术应用的潜力。[2，3]在过去的十年中，对多铁性的积极研究已经确定了导致大块材料中多铁性的一些途径。[4-6]虽然传统铁电体如BaTiO 3中的铁电性预计会随着颗粒尺寸的减小而减小，[7，8]铁磁性不会以其块状形式出现。[9]在这里，我们使用的实验和第一性原理模拟相结合，以证明多铁性出现在中间尺寸的纳米晶钛酸钡，铁磁性所产生的氧空位在表面和铁电性的核心。表面极性声子和自旋之间的强耦合被证明导致在室温下观察到的磁电容效应，这可以开辟新的电磁机械器件在纳米尺度上的可能性。
2008-09-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Bulk nanocrystalline Al alloys with hierarchical reinforcement structures via grain boundary segregation and complexion formation
晶粒尺寸工程，特别是将晶粒尺寸减小到纳米晶范围，为进一步提高铝合金的强度-重量比提供了一条有前途的途径。不幸的是，纳米晶金属的制造通常需要非平衡处理路线，这通常限制了试样尺寸并需要大量的能量预算。在这项研究中，多个掺杂原子在三元铝合金故意选择，使偏析的晶界区域，并促进形成非晶络合物。采用简单的粉末冶金方法成功地制备了三种不同的完全致密的小晶粒尺寸块体纳米晶Al合金（Al-Mg-Y，Al-Fe-Y和Al-Ni-Y），完全致密化直接与非晶复合物的形成有关。所有组合物在585 ℃下通过热压固结后均表现出高于99%的密度和<60 nm的晶粒尺寸。非常细的晶粒结构导致优异的机械性能，纳米压痕硬度值在2.2-2.8 GPa的范围内。详细的微观结构表征验证了所有掺杂剂物种的晶界偏析，以及形成无定形络合物，这表明它们在帮助有效的固结和赋予合金的热稳定性的影响作用。此外，在晶界处还观察到具有核-壳结构的纳米棒，这可能有助于晶粒结构的稳定和高强度。最后，形成尺寸为数百纳米的金属间化合物颗粒。作为一个整体，这里提出的结果表明，一般的合金设计策略的偏析和边界演变途径，使制造多个纳米晶铝合金的分级显微组织和改善的性能。
2021-10-05 cond-mat.mtrl-sci
Sampling the Cu-Fe-Co phase diagram by severe plastic deformation for enhanced soft magnetic properties
通过高压扭转使Cu、Fe和Co的初始粉末混合物经受剧烈的塑性形变以制备固溶体。广泛的组合物进行了研究，而本研究的目的是合成的软磁材料，因此在形成一个均匀的纳米晶微观结构。对于中等铁磁含量，在室温下高压扭转产生单相过饱和固溶体。对于更高的铁磁含量，在不同温度下的两个连续步骤的高压扭转变形产生所需的纳米晶微观结构。取决于Co与Fe的比率，形成单相过饱和固溶体或纳米复合材料。该复合材料表现出增强的磁矩，表明在严重的塑性形变时形成（Fe，Co）-合金。对于大的Co/Fe比，验证了软磁性能，并且发现这种微结构在高达400 °C时保持稳定。
2021-04-06 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis of nanocrystalline titanium nitride coatings from the plasma of a composite-cathode arc discharge
本文给出了用等离子体辅助真空电弧蒸发粉末阴极沉积法制备的掺铜氮化钛纳米晶硬化涂层的结构和性能的实验数据。提出了这种类型的涂层的纳米结构化的模型。根据该模型，这些材料中的纳米晶化是由于掺杂剂原子，其在微晶周围形成无定形鞘，从而限定其尺寸。
2011-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical Properties and Raman Studies of Partially Edge Terminated Vertically Aligned Nanocrystalline MoS2 Thin Film
报道了在大绝缘衬底上制备的由边缘终止垂直取向（ETVA）和（001）取向混合区组成的纳米晶MoS 2薄膜的光学和振动特性。从高分辨率透射电子显微镜（HRTEM），ETVA纳米晶体的平均尺寸为约5 nm，并且每个纳米晶体仅由3至5个MoS 2单层组成。薄膜具有很高的透光率（~80%），但当入射光的能量接近带隙时，透射率百分比降低。此外，在吸收光谱和透射光谱中都观察到弱激子峰。室温拉曼研究表明，E12 g和A1 g模式都显着更宽，并观察到一些额外的拉曼模式相比，散装二硫化钼。A1 g模的加宽使用声子限制模型进行了分析，计算的颗粒尺寸与TEM观察结果吻合得很好。此外，A1 g模的温度系数估计从温度依赖的拉曼研究。
2013-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Photoluminescence from nanocrystalline graphite monofluoride
我们合成并研究了碳基宽带隙材料纳米晶单氟化石墨烯和单氟化石墨的结构和光学性质。使用2.41 - 5.08 eV的激光激发，我们确定了六个发射模式的一氟化石墨，从红色到紫色的可见光谱。的能量和线宽的模式点缺陷引起的midgap状态作为源的光电发射。我们讨论可能的候选人。我们的研究结果打开了氟化石墨烯电光应用的窗口。
2010-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
