Interparticle interaction and size effect in polymer coated magnetite nanoparticles
磁性和穆斯堡尔谱的研究已经进行了聚合物包覆的磁铁矿纳米粒子的粒径从5.1到14.7 nm。磁化强度（TM）的温度依赖性的最大值被发现是不一致的颗粒尺寸（DTEM）。有效磁各向异性（Kan）随着DTEM的减小而增大，这归因于表面各向异性的增大。在TM以上发现的磁化强度和剩磁的不存在表明了超顺磁性行为，这也在与温度相关的穆斯堡尔谱结果中观察到。超精细场的温度依赖性被发现遵循类似的块状磁铁矿的饱和磁化强度的依赖性。
2006-05-08 cond-mat.mtrl-sci
Magnetization Enhancement in Magnetite Nanoparticles Capped with Alginic Acid
我们报道了有机酸封端对磁铁矿纳米颗粒行为的影响。采用微波活化法制备了Fe_3O_4纳米粒子，研究了海藻酸包覆Fe_3O_4纳米粒子的磁性能和电子磁共振行为。封端的纳米颗粒表现出改善的表面晶体结构，这导致增强的磁化强度。饱和磁化强度Ms增加到体磁化强度的~75%。改进的结构还有利于有限尺寸纳米颗粒中自旋波谱的量化，这反过来又是低温下非常规行为的原因。在磁共振中，这些异常表现为共振场Hr（T）的异常增加，以及低温下光谱分裂geff参数的最大值。纳米粒子的非常规行为也导致了低温下磁化强度的明显上升，并偏离了布洛赫定律M（T）T^3/2。
2013-11-21 cond-mat.mtrl-sci
Surfactant effects in monodisperse magnetite nanoparticles of controlled size
通过在有机介质中热分解铁的有机前驱体，合成了粒径控制在6和20 nm之间的单分散磁铁矿Fe3O4纳米颗粒。颗粒用油酸包覆。对于所有的样品研究，饱和磁化强度Ms达到预期值为散装磁铁矿，在小颗粒系统的结果相比，Ms通常是小得多，由于表面自旋无序。6 nm颗粒的矫顽场也类似于块状磁铁矿的矫顽场。这两个结果表明，共价键合到纳米颗粒表面的油酸分子在表面自旋无序产生强烈的减少。然而，虽然饱和状态可能是类似的，饱和的方法是不同的，特别是，高场微分磁化率是一个数量级大于散装材料。这些结果在生物医学应用的相关性进行了讨论。
2006-09-15 cond-mat.mtrl-sci
Impact of magnetic nanoparticles on the Casimir pressure in three-layer systems
Casimir压力在三层系统中的介入地层具有磁性的研究。这一主题在铁磁流体及其在各种微机电器件中的应用方面越来越重要。我们提出了一般形式的Lifshitz理论适用于夹在两个电介质壁之间的铁磁流体的情况下。Casimir压力计算的情况下，煤油和水基铁磁流体含有5%的分数的磁铁矿纳米粒子与不同直径之间的二氧化硅玻璃壁。为此，我们利用现有的光学数据并使用二氧化硅玻璃和水的熟悉介电性质以及磁铁矿的磁性，找到了磁铁矿和煤油沿虚频轴的介电常数。我们还计算了在纯载液中加入磁铁矿纳米颗粒所产生的卡西米尔压力的大小的相对差异。结果表明，对于20 nm直径的纳米粒子在2微米的壁之间的分离，这种相对差异超过140%和25%的煤油和水基铁磁流体，分别。一个有趣的效果被发现，在一个固定的壁之间的分离的磁铁矿纳米粒子与一些明确的直径的添加不影响卡西米尔压力。给出了这种效应的物理解释。所获得的结果的可能的应用进行了讨论。
2019-01-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Ligand effects on the electronic structure and magnetism of magnetite surfaces
我们解决功能化的磁铁矿表面的电子和磁性的影响，作为一个指标，在纳米粒子太大的直接从头算方法相同的属性。使用成熟的方法和参考文献（即LDA + U磁铁矿表面），我们可以验证我们的方法的有效性，并使用两个典型的配体，多巴胺和柠檬酸盐，即π和σ电子供体，我们可以预测，这些配体将诱导不同的变化的电子性质的系统，但在这两种情况下的磁化强度的增强。
2012-05-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multicore magnetite nanoparticles prepared by glass crystallisation and their magnetic properties
使用Fe 2 O3作为原料熔融组成为13 K2 O * 13 Al 2 O3 * 16 B2 O3 * 43 SiO2 * 15 Fe 2 O3-x的钾铝硼硅酸盐玻璃。将熔体从具有落水管的Pt坩埚倾倒在水中，这导致形成尺寸为约100 - 150 nm的相分离液滴。在该液滴中，观察到尺寸约为10-20 nm的磁铁矿晶体。这些具有超顺磁性行为的磁铁矿纳米颗粒被排列成更大的聚集体。这导致更高的有效磁半径。根据磁化测量，颗粒显示出磁滞。相对于饱和磁化强度的比率不像单轴各向异性所需的那样高。可以通过在浓氢氧化钠中蒸煮粉碎的玻璃来避免相分离。附加的温度相关磁弛豫（TMRX）测量表明，在磁矩弛豫的分布在温度过程中的两个峰值在13和39 K。根据小于5 dC（核心直径）的粒子间距离，这可能是强磁相互作用的结果。其他磁弛豫过程也解释了这种测量效果。
2011-08-31 cond-mat.mtrl-sci
Shaping Magnetite Nanoparticles from First-principles
氧化铁磁性纳米颗粒（NPs）是纳米医学前沿的刺激响应材料。他们的现实有限温度模拟是一个艰巨的挑战，第一性原理方法。在这里，我们使用密度泛函紧束缚打开所需的时间和长度尺度，并获得全球最小结构的Fe3O4纳米粒子的现实大小（1400个原子，2.5纳米）和不同的形状，然后我们完善与混合密度泛函理论方法，以实现适当的电子和磁性，这从来没有被准确地描述在模拟。在此基础上，我们开发了一个通用的经验公式，并证明其预测能力的总磁矩的Fe3O4纳米粒子的评价。通过将总磁矩转换为宏观饱和磁化强度，我们合理化实验观察到的形状依赖性。我们还揭示了有趣的重建机制和意想不到的电荷排序模式。
2019-10-30 cond-mat.mtrl-sci
Slow oxidation of magnetite nanoparticles elucidates the limits of the Verwey transition
磁铁矿（Fe 3 O 4）不仅是原始磁性材料，而且在T_V = 125 K附近的Verwey转变中起着重要作用，在T_V = 125 K以下，会发生复杂的晶格畸变和电子有序。Verwey转变被应变或化学掺杂效应抑制，从而产生有据可查的第一和第二阶制度，但顺序变化的起源尚不清楚。在这里，我们表明，缓慢氧化的单分散Fe 3 O 4纳米粒子导致一个有趣的变化的Verwey过渡，阐明掺杂的影响。在环境温度下暴露于各种固定的氧气压力导致在45-75天后初始下降到TV最小值低至70 K，随后在160天后恢复到95 K的恒定值，其在所有实验中持续老化时间长达1070天。基于掺杂和掺杂梯度效应的物理模型定量地解释了这种演变，并表明持久的95 K值对应于均匀掺杂磁铁矿的下限，因此为一阶制度。相比之下，进一步抑制到70 K的结果，从非均匀的应变，其特征的二阶区域。这项工作表明，纳米粒子的缓慢反应可以在纳米尺度上精确控制和分离均匀和不均匀的掺杂或应变效应，并为其他材料中复杂的电子和磁性相变提供了类似的见解。
2021-10-05 cond-mat.mtrl-sci
Investigation the effect of pH and reducing agent concentration on the structural properties of zinc-substitution magnetite nanoparticles
今天，尖晶石铁氧体纳米颗粒由于其优异的磁性和生物相容性而广泛用于癌症治疗、药物递送和磁共振成像造影剂的医学领域。由于磁性对形态和其他结构方面的强烈依赖性，这些纳米颗粒的磁性取决于其制造工艺。研究人员的目标之一是通过取代锰，钴，锌，镍，镁和铁等元素来改善这些纳米颗粒的磁性。本研究首先以柠檬酸为还原剂，采用水热法合成了磁性Zn 0. 3Fe 0. 6O 4纳米粒子。为了降低杂质含量，获得纯尖晶石相，减小磁性纳米颗粒的尺寸，在不同还原剂浓度和介质pH值条件下进行水热处理。通过X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对所得纳米颗粒的结构进行了研究。结果表明，为了得到粒径和粒径分布合适的纯的单相尖晶石纳米粒子，需要控制还原剂的浓度和pH值。
2023-01-21 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Atomistic calculation of the f0 attempt frequency in Fe3O4 magnetite nanoparticles
本研究利用原子尺度自旋动力学参数化 Arrhenius–Néel 定律，计算立方各向异性 Fe3O4 纳米颗粒的尝试频率及其温度、体积和各向异性依赖。
2024-01-22 cond-mat.mtrl-sci
One-Dimensional Alignment of Nanoparticles Via Magnetic Sorting
在室温附近，薄膜的MnAs自发地排列成两个相，一个是铁磁性的，另一个是顺磁性的。这两个阶段采取有趣的形式纳米“线。“在这个实验中，我们使用扫描探针显微镜研究了在MnAs薄膜上自发形成的有序线性阵列的磁铁矿纳米颗粒。
2010-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Field Dependence of Blocking Temperature in Magnetite Nanoparticles
在<d>KOH溶液中，通过Fe（II）和Fe（III）盐与聚乙烯醇（PVA）共沉淀法合成了平均粒径为5 nm的球形纳米磁铁矿颗粒。所得到的干粉显示超顺磁性（SPM）的行为，在室温下，与过渡到一个封闭的状态在TB ~ 45 K的外加场Happ = 500 Oe。偶极相互作用的影响进行了研究，通过测量TB的依赖性上的外加场Hap和驱动交流场的磁化率数据。一个热激活模型已被用来拟合的动态数据，以获得单粒子的能量势垒Ea = KeffV，使我们能够估计偶极相互作用的单粒子有效磁各向异性Keff的贡献。为了画出H-T图的过渡轮廓线，我们测量了TB与Hap的依赖关系。在低场和高场下发现了（TB-T0）~Hλ依赖性的两个不同区域，这可以在纯SPM弛豫时间（Néel-Brown）景观中理解。TB（H）数据显示，当外加磁场为\approx 550 Oe时，从λ = 2/3到λ ~2的交叉。
2011-03-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Magnetic properties of Fe3O4 nanoparticles coated with oleic and dodecanoic acids
合成了油酸（OA）和十二烷酸（DA）包覆的Fe 3 O 4磁性纳米粒子（NP），并通过透射电镜（TEM）、磁化强度M和交流磁化率测量对其进行了研究。OA涂覆的样品用不同的磁性浓度（78、76和65%）生产，DA样品用63%的Fe 3 O 4生产。来自TEM的图像表明NP具有近球形几何形状和平均直径约5.5nm。在不同的外部磁场H下，在零场冷却（ZFC）和场冷却（FC）工艺中进行的磁化测量在ZFC曲线中的给定温度TB处表现出最大值，其取决于NP涂层（OA或DA）、磁铁矿浓度和H。温度TB随着H的增加而单调降低，并且对于给定的H，磁铁矿浓度的增加导致TB的增加。所观察到的行为与NP之间的偶极相互作用（DI）有关，这似乎是所有研究样品中的一个重要机制。这一点得到了交流磁化率Xac测量结果的支持，其中不同频率的X'峰值温度遵循Vogel-Fulcher模型，这是偶极相互作用系统中常见的特征。具有不同涂层和磁铁矿浓度的样品的H与TB/TB（H=0）的曲线塌陷成通用曲线，表明样品的定性磁性行为可以由NP本身描述，而不是涂层或偶极相互作用的强度。在TB以下，M与H的曲线示出了随着温度降低而单调增加的矫顽场（HC）。饱和磁化强度（MS）遵循布洛赫定律和MS值在室温下高达78 emu/g的估计，结果对应于约80%的体值。给定样品的M/MS与H/T曲线的重叠和高温下的低HC表明研究的所有样品中存在超顺…
2010-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Nanoparticle Chains in Gelatin Ferrogels: Bioinspiration from Magnetotactic Bacteria
受趋磁细菌（MTB）中亚铁磁性纳米晶体（NC）链的启发，报道了亚铁磁性磁铁矿NC链状组装体的合成和详细表征。使用在热可逆明胶水凝胶基质中的简单绿色合成路线。这些磁铁矿链的结构，其特征在于通过透射电子显微镜，包括电子断层扫描（ET）。这些结构确实与MTB中发现的磁铁矿组件相似，以其机械柔性和出色的磁性而闻名，并且已知其磁铁矿NC沿着最强的<111>易磁化轴结晶排列。使用电子全息术（EH）和角度相关的磁性测量，可以显示NC之间的磁相互作用和磁各向异性材料的产生。静电和静磁建模表明，为了精确地确定链状NC组件内部的磁化强度（通过EH），必须考虑它们的确切形状，排列和杂散场（理想情况下使用ET获得）。
2019-10-16 cond-mat.mtrl-sci
Size dependence of the effective magnetic anisotropy in Co, Ni, Fe, and magnetite nanoparticles: Testing the core-shell-surface-layer (CSSL) model
存储在记录介质中的信息的稳定性取决于体积V或直径D的纳米颗粒（NP）的各向异性能Ea = KeffV。因此，了解给定系统的有效磁各向异性Keff如何随D变化对于技术应用非常重要。在最近的一篇论文中[Appl. Phys. Lett. 110（22），222409（2017）]，磁赤铁矿（γ-Fe 2 O3）NP中Keff相对于D的变化最好由以下等式描述：Keff = Kb +（6 KS/D）+Ksh{[1-（2d/D）]-3 -1}，其中Kb、KS和Ksh分别是核、表面层和厚度为d的壳中的自旋的各向异性常数。该核-壳-表面层（CSSL）模型是由Keff = Kb +（6 KS/D）[Phys.Rev.Lett. 72，282（1994）]。发现涉及Ksh的附加项对于拟合D < 5 nm的γ-Fe 2 O3的较小NP的数据是必要的。在这里，我们检查的有效性CSSL模型的金属磁性纳米粒子的钴，镍，铁和磁铁矿使用Keff与D数据从已发表的文献。在选择数据时要小心，仅用于那些在确定Keff时已考虑到颗粒间相互作用影响的NP。新的CSSL模型的重要性在于，它很好地描述了所有颗粒尺寸的Keff与D的变化，而核心-表面层模型通常不能用于较小的颗粒，但Fe NP是明显的例外。对Co、Ni和磁铁矿的金属纳米颗粒以及NiO和γ-Fe 2 O3的纳米颗粒的CSSL模型的验证证实了其普遍适用性。
2017-10-21 cond-mat.mtrl-sci
The effect of the magnetically dead layer on the magnetization and the magnetic anisotropy of the dextran coated magnetite nanoparticles
我们提出了一个研究的葡聚糖包覆的磁铁矿纳米粒子（DM NPs）的磁行为的尺寸在3和19 nm之间，通过水热辅助共沉淀法合成。饱和磁化强度（$M_s$）随着颗粒尺寸的减小而减小，已经通过假设在颗粒表面处存在自旋无序层来建模，该层是磁性死的。基于该核壳模型，并考虑到非磁性涂层（葡聚糖）对整个磁化强度的重量贡献，我们的样品中的磁性核的死层厚度（$t$）和饱和磁化强度$M_s$分别估计为$t = 6.8~\mathrmÅ$和$M_s = 98.8~\mathrm{emu/g}$。$M_s$的数据进行了分析，使用接近饱和的法律，表明有效的磁各向异性（$K_{eff}$）的增加，随着颗粒尺寸的减小，如预期的从增加的表面/体积比在小的MNP。所获得的$K_{eff}$值成功地建模，包括额外的贡献的偶极相互作用，由于形成链状簇的MNP。表面磁各向异性（$K_s$）估计约为$K_s = 1.04\times10^5~\mathrm{J/m^3}$。我们的方法提供了一个简单而准确的方法来获得$M_s$核心值的表面无序的MNP，在许多应用中的磁性建模所需的相关参数。
2023-03-26 cond-mat.mtrl-sci
AC susceptibility as a tool to probe the dipolar interaction in magnetic nanoparticles
已知偶极相互作用实质上影响磁性纳米颗粒的性质。当颗粒保持在流体悬浮液中或包装在纳米载体内时，这是特别重要的。除了其通常的长程性质，在这些情况下，偶极相互作用也可以诱导形成粒子簇，从而强烈地改变它们的磁各向异性。在本文中，我们将展示如何交流磁化率可用于获得重要的信息，在样品中的偶极相互作用的影响。我们开发了一个模型，其中包括两个方面的偶极相互作用，并可以直接拟合的磁化率数据。通常的长程性质的相互作用是使用平均场的解决方案来实现的，而粒子-粒子聚集使用各向异性常数的分布来建模。然后将该模型应用于在不同浓度下研究的两个样本。一种由分散在油中的球形磁铁矿纳米颗粒组成，另一种由嵌在PLGA纳米球上的立方体磁铁矿纳米颗粒组成。我们还介绍了一种简单的技术来访问的偶极相互作用在一个给定的样品中的重要性，根据不同的驱动频率的交流磁化率峰的高度。我们的研究结果有助于说明偶极相互作用在大多数纳米颗粒样品中的重要作用。
2016-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic irreversibility and Verwey transition in nano-crystalline bacterial magnetite
将由四种不同趋磁细菌生物矿化的生物产生的磁铁矿纳米晶体的磁性与合成磁铁矿纳米晶体和大的高质量单晶的磁性进行比较。在Verwey温度下的磁性特征，$T_{V}$，在所有纳米晶体中清晰可见，尽管其锐度取决于单个纳米颗粒的形状以及颗粒是否排列在磁小体链中。在单个超顺磁性纳米颗粒中，转变范围更宽，其中$T_{B}<T_{V}$，其中$T_{B}$是超顺磁性阻断温度。对于以链状结构组织的纳米晶体，有效阻断温度$T_{B}>T_{V}$和Verwey转变被严格定义。粒子大小和$T_{V}$之间没有相关性被发现。此外，$M(H,T,time)$的测量表明，磁小体链表现为长的磁偶极子，其中局部磁场沿链定向，这一结果证实，时间对数磁弛豫是由于集体（偶极）性质的磁矩重定向的障碍。
2007-05-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effect of temperature and copper doping on the heterogeneous Fenton-like activity of Cu$_x$Fe$_{3-x}$O$_4$ nanoparticles
该研究制备了不同铜掺杂量的Cu$_x$Fe$_{3-x}$O$_4$纳米颗粒，考察温度与铜含量对类Fenton催化降解有机染料的影响，发现室温下未掺杂磁铁矿性能最佳，而高温下铜掺杂可显著提升降解效率至100%。
2024-02-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Role of nanoparticle shape on the critical size for quasi-uniform ordering: from spheres to cubes through superballs
本研究通过超球体几何形状分析磁铁矿纳米颗粒的临界尺寸，揭示形状对磁有序和稳定性的影响。
2025-10-07 cond-mat.mtrl-sci
Influence of Surface Functionalization on the Colloidal Stability and Magnetic Properties of Ferrite Nanoparticles
University of Mumbai（孟买大学）；Anjuman-I-Islam’s Kalsekar Technical Campus, School of Engineering & Technology（Anjuman-I-Islam卡尔塞卡技术校园工程学院与理工学院）
本研究通过表面改性调控Fe3O4纳米颗粒的胶体稳定性和磁性，发现表面功能化显著改善了纳米颗粒的分散性和磁性能。
2026-01-10 cond-mat.mtrl-sci
Nanorod Pair Complexes Manipulated via Magnetic Casimir Forces
通过磁Casimir力调控纳米棒对复合体的相互作用，实现纳米尺度量子电磁力的可逆调节，用于组装和增强胶体稳定性。
2025-12-23 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis of Fe3O4@CoFe2O4@MnFe2O4 trimagnetic core/shell/shell nanoparticles
我们报告了原始的“多壳”磁性纳米粒子的合成和表征，该磁性纳米粒子由覆盖有两个连续壳的软核（磁铁矿）制成：一个硬壳（钴铁氧体），然后一个软壳（锰铁氧体）。我们的研究结果表明，从简单的模型中，其中的双磁核/壳纳米粒子的矫顽力仅仅取决于该颗粒内的软相和硬相的比例的预期相反，添加由软铁氧体材料制成的第二壳提高矫顽力。因此，考虑到壳本身和核之间的相互作用可能是理解这种纳米颗粒的磁性所必需的。
2014-02-09 cond-mat.mtrl-sci
Incidence of the Brownian relaxation process on the magnetic properties of ferrofluids
本研究探究布朗弛豫对不同尺寸磁铁矿纳米颗粒铁磁流体磁性能的影响，通过多种表征发现大颗粒样品在水凝固点出现磁滞热滞、273K以上有布朗弛豫特征的低频德拜峰，小颗粒则由Néel过程主导。
2024-02-13 cond-mat.mtrl-sci
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
Exploring the complex interplay of anisotropies in magnetosomes of magnetotactic bacteria
本文通过对比两种趋磁细菌磁小体的形貌与磁响应，结合静态磁测量和动态 Stoner-Wohlfarth 模拟，揭示了形状各向异性与低温下磁晶各向异性对磁铁矿纳米颗粒磁行为的复杂调控作用。
2024-10-01 cond-mat.mtrl-sci physics.bio-ph
Including nanoparticle shape into macrospin models
Universidade de Santiago de Compostela（圣地亚哥-德孔波斯特拉大学）；Instituto de Materiais (iMATUS)（材料研究所）；Universitat de Barcelona（巴塞罗那大学）
研究宏自旋近似在描述软磁性纳米颗粒真实几何形状方面的可行性，通过超椭球参数化方法，结合扩展的斯托纳-沃尔夫哈特模型，验证了宏自旋描述在不同形状和伸长率下的有效性。
2026-04-22 cond-mat.mes-hall 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
Spin Disorder and Magnetic Anisotropy in Fe3O4 Nanoparticles
我们研究了具有中值粒径$\left<d\right>=8$ $nm$的葡聚糖包覆的磁铁矿（Fe $_3$ O $_4$）纳米颗粒的磁性行为。磁化曲线和现场穆斯堡尔谱测量表明，颗粒的磁矩$M_S$是远远小于块体材料。然而，我们没有发现在高磁场下磁不可逆性或非饱和行为的证据，通常与自旋倾斜有关。来自不同技术的磁各向异性$K_{eff}$的值表明，表面或形状的贡献可以忽略不计。这些粒子具有有序的A和B亚晶格的类块体亚铁磁结构，但几乎补偿了磁矩。阻塞温度与频率和外加场的依赖关系，$T_B(H,ω)$，表明所观察到的非单调行为是由粒子间相互作用的强度。
2006-05-26 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic functionalization and Catalytic behavior of magnetic nanoparticles during laser photochemical graphitization of polyimide
该研究在MNP存在下用1064 nm皮秒激光将聚酰亚胺转化为导电MNP/石墨纳米复合材料，并揭示MNP的相变、磁各向异性及催化成核作用。
2023-11-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Parametrization of the Fe-Owater cross-interaction for a more accurate Fe3O4/water interface model and its application to a spherical Fe3O4 nanoparticle of realistic size
铁氧化物/水界面的准确描述需要可靠的力场参数，这些参数可以通过与复杂的量子力学计算进行比较来开发。在这里，一组CLASS 2力场参数进行了优化，以描述Fe-O-water交叉相互作用，通过比较与混合密度泛函理论（HSE 06）计算的势能函数的一个单一的水分子吸附在Fe 3 O 4（001）表面和密度泛函紧束缚（DFTB+U）分子动力学模拟的水在同一表面上的三层。通过分析夹在两个大表面积的磁铁矿板之间的水体积（12 nm）的数密度分布的新参数的性能进行评估。它们的可转移性测试的球形Fe 3 O 4纳米粒子的实际尺寸（2.5 nm）的曲面上的水吸附。
2021-01-15 cond-mat.mtrl-sci
Structural and magnetic properties of core-shell Au/Fe3O4 nanoparticles
本文系统地研究了在温和条件下热分解制备的核壳结构Au/Fe_3O_4纳米粒子。纳米粒子的形貌和晶体结构表明，Au核的直径<d>为6.9 \pm 1.0）nm，外围包裹着厚度约3.5 nm的Fe 3 O 4壳层，外延生长在Au核表面。高角环形暗场扫描透射电镜分析证实了Au/Fe_3O_4核壳结构。当温度低于T_B = 59 K时，生长在Au纳米粒子表面的磁铁矿壳层呈现热阻挡态，而当温度高于T_B时，磁铁矿壳层呈现弛豫态。值得注意的是，当在外部磁场下将样品冷却至室温以下时，观察到交换偏置效应。此外，在T~40 K时开始出现交换偏置场（H_{EX}），其值随温度的降低而增大。这种效应归因于位于Fe_3O_4壳层内、外表面磁无序区的自旋与位于有序区的自旋之间的相互作用。
2017-07-19 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
Modular Reactor for In Situ X-ray Scattering, Spectroscopy, and ATR-IR Studies of Solvothermal Nanoparticle Synthesis
该研究提出一种模块化原位反应器，可在高压釜惰性条件下精确控制温度、压力及搅拌，用于溶剂热合成中X射线散射、光谱和ATR-IR联合表征，并以磁铁矿合成验证其性能。
2025-10-08 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Control of particle trapping in a magnetoplasmonic nanopore
等离子体纳米孔作为单分子检测器被广泛研究。等离子体纳米孔技术的主要局限性是分子通过孔的过快移位速度和随之而来的非常短的分析时间，以及由于局部加热而可能的不稳定性。控制分子移位和实现更长采集时间的最有趣方法是有效捕获和调节可用于标记分子的纳米颗粒运动的能力。在这里，我们从理论上研究了磁等离子体纳米孔的性能，该纳米孔是用夹在两个金层之间的薄钴层制备的。然后将纳米孔与易位磁性纳米颗粒偶联。通过由外部磁场设置孔周围的钴层的磁性配置，可以产生纳米级磁性镊子以在特定点处捕获纳米颗粒。考虑到10 nm的磁铁矿纳米颗粒，我们计算的捕获力高达28 pN，一个数量级以上的力，可以获得与标准的光学或等离子体捕获方法。此外，磁力拉动纳米颗粒与等离子体纳米孔的壁紧密接触，从而使得能够形成包围深亚波长限制的电磁场的纳米腔，该电磁场在近红外波长处具有高达230的平均场强增强。所提出的混合磁等离子体系统指向一种策略，以改善基于纳米孔的生物传感器的单分子检测和潜在的各种生物分子的分析。
2021-02-02 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Magnetic Dissipation in Ferrofluids
本文系统综述了铁磁流体中磁能耗散的理论机制，提出统一解释框架，并通过磁测量与频率依赖量热实验的对比验证了耗散预测的准确性。
2025-06-05 cond-mat.mtrl-sci
Spin glass like transition in a highly concentrated Fe-C nanoparticle system
高度浓缩（17体积%）采用交流磁化率测量方法研究了具有窄尺寸分布$d = 5.4\pm 0.4$ nm的Fe-C纳米颗粒体系在宽频率范围内（17 mHz - 170 Hz）的磁化率。动态标度分析给出了一个相变的低温自旋玻璃状相的证据。与转变相关的临界指数是$zν= 10.5 \pm 2$和$β= 1.1 \pm 0.2$。标度分析对该样品起作用而对表现出集体行为的其他样品不起作用的原因是，对于$T>T_g$，单个粒子对$χ''$的贡献非常小，因此所有缓慢的动力学都是由于集体行为。该标准仅适用于具有窄尺寸分布的高浓度纳米颗粒样品。
2000-07-28 cond-mat.mtrl-sci
Magnetophoresis of paramagnetic nanoparticles in suspensions under magnetic field gradients
本文通过实验与多物理场模拟研究氧化锰纳米颗粒在非均匀磁场下的磁泳行为，揭示耗竭速率与磁场梯度相关、磁性格拉晓夫数驱动流体流动加速颗粒捕获等机制，为可持续金属回收提供可扩展方案。
2025-06-03 cond-mat.mtrl-sci
Single step precursor free synthesis and characterisation of stable Au nanochains by laser ablation
本文报道了在乙二醇介质中，仅用金属金靶和脉冲准分子激光（λ= 248 nm），一步一锅法合成了稳定组装的金纳米粒子（直径8- 10 nm）。报道的方法不使用任何前体、还原剂或表面活性剂，因此可以被描述为无化学合成路线。在液体介质中形成的Au纳米颗粒-乙二醇纳米链（具有通常大于几微米的未断裂长度）是机械和热稳定的，并且可以不变地转移到可以跨越大表面积的固体基底中。纳米链显示出几乎覆盖整个可见光谱的宽的光学吸收。由Au纳米链和分离的纳米颗粒组成的混合物可以通过相同的方法使用适当选择的激光能量密度和乙二醇/DI水浓度来形成。通过上述方法形成的Au纳米链-乙二醇杂化材料显示出增强的低频介电常数（比乙二醇高一个数量级）和增强的电导率，即使具有低Au填充分数也可以显示出高达两个数量级的增强。基于2D-NMR实验，我们认为，准一维链状结构的形式，由于形成的二聚体和三聚体的乙二醇分子的连接到由烧蚀过程中形成的Au纳米颗粒，并促进链的形成。
2010-10-11 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetism in defect-ridden oxides and related materials
高温铁磁性在含少量磁性掺杂物的氧化物薄膜和纳米颗粒中的存在仍然存在争议。有些人认为这些材料是稀磁半导体，而另一些人认为它们是铁磁性的，只是因为磁性掺杂剂形成了二次铁磁性杂质相，如钴金属或磁铁矿。也有d0系统和其他不含磁性离子的缺陷氧化物的报道。在这里，我们调查二氧化钛（金红石）含有1 - 5%的铁阳离子，并发现，室温铁磁性的脉冲激光沉积制备的薄膜是不是由于磁有序的铁。薄膜既不是稀磁半导体，也不是铁基铁磁杂质相的宿主。提出了一种新的缺陷相关的铁磁性模型，该模型涉及自旋分裂缺陷带，该缺陷带由来自邻近电荷库的电荷转移填充，在本例中，氧化物晶格中的Fe 2+和Fe 3+离子的混合物。该模型的相图显示了非均匀的Stoner铁磁性如何取决于电子总数Ntot、Stoner交换积分I和缺陷带宽W;带占有率由d-d库仑相互作用U决定。存在铁磁金属、半金属和绝缘体以及铁磁金属和绝缘体的区域。高温斯通纳磁性的一个特征是无滞后磁化曲线，其在室温以下实际上与温度无关。这与由局部偶极场确定的游荡铁磁轴有关。磁化强度受缺陷浓度的限制，而不受3d掺杂的限制。只有1 - 2%的薄膜是磁性有序的。
2010-03-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
