Connectivity of the Icosahedral Network and a Dramatically Growing Static Length Scale in Cu-Zr Binary Metallic Glasses
通过分子动力学（MD）方法研究了Cu 50 Zr 50和Cu 64 Zr 36金属玻璃（MG）的结构随温度的变化。有趣的是，在Cu_（64）Zr_（36）系统中，当它过冷时，出现了一个膨胀的二十面体网络。这导致我们引入静态长度尺度，其随着该三维系统接近玻璃化转变而急剧增长。在互穿连接中，二十面体之间的非互穿连接在过冷时变得普遍，并大大增强了MG的二十面体网络的连接性。此外，我们表征了二十面体网络及其组件的化学组成。这些研究结果表明，非互穿连接的重要性，促进广泛的结构网络中的Cu-Zr MG，这反过来又驱动这些材料的动力学放缓。
2013-02-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Lowest-energy structures of 13-atom binary clusters: Do icosahedral clusters exist in binary liquid alloys?
虽然弗兰克在半个多世纪前就预测了单组分密排过冷液体中存在13原子的二十面体团簇，但这种二十面体团簇在液态合金中的存在还不太清楚。采用改进的固定空间遗传算法和Kob和Andersen设计的人工Lennard-Jones势，研究了13原子AxB 13-x Lennard-Jones二元团簇的最低能量结构.奇怪的是，最低能量的结构是非二十面体的几乎所有组成。二元玻璃中二十面体团簇所起的作用是值得怀疑的。
2007-05-31 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic properties of icosahedral quasicrystals and their cubic approximants in the Cd-Mg-RE (RE = Gd, Tb, Dy, Ho, Er, and Tm) systems
系统研究了稀土（RE）类型和局域原子组态对Cd-Mg-RE（RE = Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm）三元系二十面体准晶（iQC）及其立方近似体（2/1和1/1AC）磁性的影响。在低温下，对于RE = Gd、Tb、Dy和Ho，iQC和2/1 AC表现出类似自旋玻璃的冻结，而Er和Tm系统在低于基础温度~ 2 K时不显示冻结行为。的1/1 AC表现出自旋玻璃状冻结或反铁磁（AFM）的顺序取决于它们的成分Mg含量。Tf值显示从iQC至2/1和1/1 AC的增加趋势。相比之下，iQC的Weiss温度的绝对值大于2/1和1/1 AC中的Weiss温度的绝对值，表明相邻自旋之间的总AFM相互作用在非周期性系统中大于周期性系统。Cd-Mg-RE iQC和AC中的自旋玻璃状行为可能是由于长程Ruderman-Kittel-Kasuya-Yoshida机制引起的自旋相互作用以及Cd/Mg离子的化学无序引起的。
2020-05-21 cond-mat.mtrl-sci
Short-Range Order Structure Motifs Learned from an Atomistic Model of a Zr$_{50}$Cu$_{45}$Al$_{5}$ Metallic Glass
使用称为基序提取的新结构分析方法从原子模型中学习Zr $_{50}$ Cu $_{45}$ Al $_{5}$金属玻璃的结构基序，该方法采用点模式匹配和机器学习聚类技术。这些图案是玻璃的最邻近的构建块，并且揭示了作为配位数的函数的明确的结构层次。一些基序是二十面体或准二十面体的结构，而另一些基序则是每个配位数的最紧密堆积的几何结构。这些结果为在金属玻璃中开发更清晰的结构-性能联系奠定了基础。模体提取可以应用于任何无序材料，以识别其结构模体，而无需人工输入。
2019-01-14 cond-mat.mtrl-sci
Cooling dynamics and thermal interface resistance of glass-embedded metal nanoparticles
利用超快泵浦-探测光谱技术研究了直径为4 ~ 26 nm的玻璃包埋贵金属纳米粒子的冷却动力学。测量是在远离纳米颗粒的表面等离子体共振的情况下进行的，以避免由于颗粒周围的玻璃加热而引起的假效应。在这些条件下，时域数据反映了纳米颗粒的冷却动力学。冷却动力学被证明是由两个热阻在纳米粒子？玻璃界面和玻璃基质中的热扩散。此外，从实验中推导出的界面电导，并发现相关的金属/玻璃界面处的声阻抗失配。
2009-12-16 cond-mat.mtrl-sci
Rich Ground State Chemical Ordering in Nanoparticles: Exact Solution of a Model for Ag-Au Clusters
我们发现，纳米粒子可以有非常丰富的基态化学秩序。这是说明通过确定的Ag-Au 309原子麦凯二十面体纳米粒子的化学排序。纳米粒子的能量使用簇扩展模型来描述，并且使用混合编程（MIP）方法来找到所有化学计量的精确基态配置。不同的化学计量比之间的化学顺序变化很大，并显示出丰富的动物园的结构与非平凡的顺序。
2018-06-13 cond-mat.mtrl-sci
Ultrastable Metallic Glass Nanoparticles with Size-Dependent Mechanical Properties
金属玻璃的原子结构与强度和延展性等性能密切相关。在这里，两种不同尺寸的Ni 1-xBx金属玻璃纳米颗粒在准流体静力高压条件下压缩，以了解应力下的结构变化。使用原位高压X射线衍射（XRD）跟踪纳米颗粒的结构变化。由XRD产生的环境压力对分布函数表明，较小尺寸的纳米颗粒具有更紧密的非晶结构，配位数更低。XRD表明，非晶结构是稳定的，达到最大压力。发现较小和较大尺寸的纳米颗粒的体积模量分别为208 GPa和178 GPa。这种尺寸依赖的高压行为与纳米颗粒之间的组成差异有关。这些结果表明，Ni 1-xBx金属玻璃纳米颗粒在压力下是高度稳定的，这使得它们能够用作金属或陶瓷基复合材料中的夹杂物。
2022-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Structure-Dependent Chemical Order Modification in Strained Alloy Nanoparticles
Guangdong Technion – Israel Institute of Technology（广东以色列理工学院）；Universidad de Castilla-La Mancha（卡斯蒂利亚-拉曼恰大学）；Aristotle University of Thessaloniki（塞萨洛尼基亚里士多德大学）
通过原子模拟研究应变对NiPt纳米颗粒化学有序的影响，发现截断八面体颗粒有序性稳健，而二十面体颗粒在拉伸应变下表面Ni浓度显著增加。
2026-07-02 cond-mat.mtrl-sci
Reentrant cluster glass behavior in La2CoMnO6 nanoparticles
对La2CoMnO6纳米颗粒的磁性研究揭示了在218 K、135 K和低于38 K处的多个磁性转变，并且低温转变的性质尚不清楚[J Appl Phys 111，024102 2012]。混合价态的Co和Mn的存在已被证实从XPS测量和它的存在下，随着反位无序的影响，在减少纳米粒子的饱和磁化强度。讨论了直流磁化的零场冷却和场冷却分岔、零场冷却磁化的弛豫以及在低于玻璃态温度时矫顽场的大幅度增强。利用幂律方法研究了交流磁化率的频率依赖性，揭示了团簇玻璃的行为。此外，直流场叠加在交流磁化率上，交流磁化率中没有记忆效应，这表明在38 K以下存在由竞争相互作用组成的非相互作用团簇。竞争的磁相互作用，由于存在的混合价和反位无序发现建立一个重新进入簇玻璃态的纳米粒子。
2013-04-08 cond-mat.mtrl-sci
Structure and glass-forming ability of simulated Ni-Zr alloys
二元Cu-Zr系统是一种具有代表性的块体玻璃形成体，由于具有明显的二十面体局部有序性而显示出高的玻璃形成能力。乍一看，Ni-Zr系统是期望相同行为的最自然的对象，因为镍和铜在周期表中是邻居，并且具有相似的物理化学性质。然而，做嵌入原子模型势描述的$\rm Ni_αZr_{1-α}$合金的分子动力学模拟，我们观察到不同的行为。我们得出结论，Ni-Zr系统具有相同的玻璃形成能力作为添加剂的二元Lennard-Jones混合物没有任何化学相互作用。结构分析表明，Ni-Zr合金中的二十面体有序度远低于Cu-Zr合金。我们认为，由于原子间相互作用的特殊性而导致的二十面体有序性的缺乏是Ni-Zr系统玻璃形成能力相对较差的原因。
2018-05-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
On the role of Sm in solidification of Al-Sm metallic glasses
在Al-Sm金属玻璃凝固过程中，过冷液体原子结构随Sm浓度的增加而逐渐演化为类二十面体团簇。与液体中剩余的团簇相比，这些团簇表现出较慢的动力学，导致增强的无定形相稳定性和玻璃形成能力（GFA）。最大的二十面体排序和原子堆积密度已被发现的Al 90 Sm 10和Al 85 Sm 15合金，分别，而最小的结合能已被发现的Al 93 Sm 7这是一致的组合物的范围内（从Al 92 Sm 8到Al 84 Sm 16）实验发现具有高GFA。
2016-08-03 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
On the prospects of enhance glass based devices with silver nanoparticles: the case of Pr3+ doped tellurite-tungstate glasses
增强型光学器件的发展依赖于关键材料的性能。在这种情况下，研究人员研究了金属纳米颗粒掺入活性稀土材料的影响。本文讨论了在常规熔体淬冷法制备的掺Pr ~（3+）碲钨酸盐玻璃（TWNN）中加入0.5%、1.0%和2.0%mol %的硝酸银对玻璃性能的影响。XRD曲线证实了TWNN玻璃的非晶结构性质。FTIR光谱鉴定了不同振动基团的存在。DSC曲线证实了添加银后热稳定性在70 ℃左右增加。吸收光谱观察到500 nm附近的表面等离子体共振（SPR）带。荧光测量显示增强和淬灭Pr 3+跃迁下的473 nm激发。在480-520 nm附近的谱带受SPR谱带的影响更大，并且在575-675 nm附近的谱带由于银纳米颗粒的存在而发光发射增加。此外，寿命衰减作为热处理时间的函数，也得到了验证。Ag提高了退火20小时的样品的寿命，并且随着Ag浓度的增加，寿命也延长。目前的研究结果表明，Pr 3 +-Ag共掺杂TWNN玻璃导致一些显着的改善，验证在性质，如寿命常数或发光强度，是一个有前途的候选人的光子器件。
2018-01-17 cond-mat.mtrl-sci
The structural stability of tungsten nanoparticles
本文利用密度泛函理论比较钨纳米颗粒多种结构，发现原子数大于40时BCC最稳定、更小尺寸时无序结构更稳定，并修正了既有半经验模型。
2024-04-05 cond-mat.mtrl-sci
Simultaneous Successive Twinning Captured by Atomic Electron Tomography
多重孪晶纳米结构的形状控制合成在纳米科学中受到高度重视，这在很大程度上是由于希望控制金属纳米颗粒的尺寸、形状和终止面以用于催化。直接控制溶液生长纳米颗粒的尺寸和形状依赖于对合成参数如何在合成期间改变纳米颗粒结构的理解。然而，虽然结果群体可以有效地研究与标准的电子显微镜方法，瞬态结构，出现在一些合成路线是难以研究使用传统的高分辨率成像方法，由于三维纳米结构的高度复杂性。在这里，我们已经研究了流行的瞬态结构的生长过程中的多重孪生粒子和采用原子电子断层扫描，以揭示原子尺度的三维结构的Pd纳米粒子进行形状转变。通过识别结构中超过20，000个原子并根据其局部晶体学环境对其进行分类，我们观察到一种多重孪生结构，该结构与从十面体到二十面体结构的同时连续孪生一致。我们还观察到纳米颗粒中的高度结构无序，以及颗粒表面上的无序晶体结构。我们的研究结果揭示了二十面体纳米颗粒结构形成的转变机制。
2021-09-14 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
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
Signature of multiple glassy states in micellar nanoparticle-polymer composites
我们目前的胶束纳米粒子-聚合物复合材料的固定体积分数和可变的聚合物链接枝密度的动态温度依赖性测量的结果。对于具有较低接枝密度的纳米粒子，我们观察到动态逮捕状态在低温下对应于一个有吸引力的玻璃，而在高温下，相同的系统显示典型的排斥玻璃的松弛。对于更高的接枝密度，低温动力学更类似于在高温下跨越到排斥玻璃的凝胶。这种迷人的动力学转变的可能原因被描绘出来。
2008-09-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Atomic and electronic structure transformations of silver nanoparticles under rapid cooling conditions
采用分子动力学模拟和电子态密度计算方法，研究了直径为4.4 nm的银纳米滴Ag ${}_{2896}$在快速冷却条件下的结构演化和动力学.银原子间的相互作用采用Cleri和Rosato提出的紧束缚半经验势模型。应用对关联函数和对分析技术揭示了凝固过程中的组织转变。结果表明，银纳米粒子演变成不同的纳米结构在不同的冷却过程。在$1.5625\times10^{13} Ks^{-1}$的冷却速率下，纳米颗粒保持含有大量对应于二十面体对称的1551和1541对的无定形状结构。对于较低的冷却速率（$1.5625\times10^{12} Ks^{-1}$），纳米颗粒转变成主要由1421和1422对组成的晶体状结构，其分别对应于fcc和hcp结构。不同冷却方式的纳米粒子的电子态密度变化很小，但与结构变化相对应。
2009-01-22 cond-mat.mtrl-sci
The Effect of Nanoparticle Shape on Polymer-Nanocomposite Rheology and Tensile Strength
纳米粒子可以通过多种机制影响聚合物材料的性能。考虑到富勒烯，碳纳米管，粘土或石墨烯片纳米复合材料，我们研究颗粒形状如何影响熔体剪切粘度$η$和拉伸强度$τ$，我们通过分子动力学模拟确定。我们的模拟紧凑的（二十面体），管或棒状，片状模型纳米粒子的粘度$η$相对于纯熔体的数量级增加。这一发现显然不能用连续流体力学来解释，我们提供的证据表明，在我们的模型纳米复合材料中的$η$的增加有其起源于纳米颗粒之间的链桥。我们发现，这种增加是最大的棒状纳米粒子和片状纳米粒子最少。奇怪的是，随着链长$N$的增加和颗粒形状的各向异性，$η$和$τ$的增强表现出{ \it相反的趋势}。显然，单独的桥接链的概念不能占$τ$的增加，我们建议，片状纳米颗粒的可变形性或柔性有助于纳米复合材料的强度和韧性，通过降低复合材料的泊松比的相对值。我们的模拟点的纳米粒子形状的聚合物纳米复合材料的机械和加工性能的重大贡献。
2007-01-24 cond-mat.mtrl-sci
Quantitative nanoparticle structures from ultrafast electron crystallography data
我们描述了从金纳米粒子探测超快电子晶体学（UEC）的纳米粒子结构的定量细化。我们建立了UEC中使用的修改的径向分布函数和X射线和中子粉末衍射分析中使用的原子对分布函数（PDF）之间的等价性。通过利用PDF细化技术，我们证明了UEC数据具有足够的质量来区分立方八面体，十面体和二十面体纳米颗粒模型。此外，我们确定的系统误差，可能会发生在数据减少的签名，并表明，原子的位置从UEC细化这些错误是强大的。这项工作作为可靠的定量结构分析的时间分辨激光激发纳米粒子状态的基础。
2009-10-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Confined Acoustic Phonon in CdS1-xSex Nanoparticles in Borosilicate Glass
我们计算低频拉曼散射的限制声学声子模式的CdS 1-xSex纳米颗粒嵌入硼硅酸盐玻璃。用三阶微扰理论计算了纳米颗粒中声学声子的拉曼散射。用形变势近似描述了电子-声子相互作用。拉曼布里渊电子密度和电子-声子相互作用随着纳米颗粒尺寸的减小而增大。一个很好的协议之间的计算和报告的低频拉曼光谱被发现。
2009-04-15 cond-mat.mes-hall 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
Influence of Nanoparticle Additives on the Fragility of Polymer Glass Formation and the Buchenau Relation
通过分子动力学模拟研究了纳米粒子（NP）的加入对玻璃形成聚合物熔体脆性的影响。我们发现纳米颗粒体积分数$ϕ$超过$\approx$ 5%的脆性显着变化，其中脆性变化与德拜-沃勒因子$<u^2>$的大小的逆方差相关，该因子是局部“刚度”波动的量度。我们还确认了所有$ϕ$和聚合物-NP相互作用类型的$<u^2>$和结构弛豫时间$τ$之间的Buchenau关系的有效性。
2009-06-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Microalloying effect in ternary Al-Sm-X (X=Ag, Au, Cu) metallic glasses studied by ab initio molecular dynamics
采用从头算分子动力学（AIMD）方法，研究了类二十面体多面体分数（ICO分数）作为预测Al 90 Sm 8X 2（X = Al（二元），Cu，Ag，Au）块体非晶形成能力的判据.我们发现，可以以足够的精度确定ICO样分数，以探索与AIMD模拟的相关性。然后，我们证明了ICO样分数与临界冷却速率相关，临界冷却速率是玻璃形成能力的广泛使用的内在量度。这些结果表明，来自AIMD模拟的ICO样部分可以为搜索和筛选良好的玻璃形成剂提供有用的指导。
2020-08-05 cond-mat.mtrl-sci
Temperature dependence of the thermal boundary resistivity of glass-embedded metal nanoparticles
在300至70 K的温度范围内，使用全光学时间分辨纳米量热法，研究了半径为4.5 nm的玻璃嵌入Ag颗粒的热边界电阻率的温度依赖性。目前的结果为旨在解释金属纳米颗粒与其环境之间界面处的热边界电阻率的理论提供了基准，这是当定制纳米颗粒的热能传递以用于纳米医学和纳米级热管理中的应用时非常相关的主题
2012-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
From Local Atomic Motifs to Thermodynamic State: An Interpretable Physics-Informed Framework for Cu-Zr Metallic Glasses
Indian Institute of Science（印度科学学院）
本研究提出多任务物理信息神经网络，直接从Voronoi基序预测Cu-Zr金属玻璃温度并分类状态，融合物理梯度约束，实现高精度预测并识别二十面体基序为玻璃态关键指纹。
2026-09-22 cond-mat.mtrl-sci
Fragility of the spin-glass-like collective state to a magnetic field in an interacting Fe-C nanoparticle system
研究了外加磁场对强相互作用Fe-C纳米颗粒体系集体非平衡动力学的影响。实验结果表明，磁场强度适中时，磁老化逐渐减小，直至消失。去除可观察到的老化行为所需的场随着温度的降低而增加。在非晶态金属自旋玻璃（Fe_{0.15} Ni_{0.85}）_{75} P_{16} B_6Al_3中也观察到同样的定性行为。
2001-06-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Pulsed laser deposition of the doped lanthanum vanadate nanoparticles on glass and silicon substrates
首次采用脉冲激光沉积法在玻璃和硅衬底上成功地生长了钒酸镧纳米颗粒薄膜。膜的形态和厚度取决于基底的类型和脉冲的数量。膜的厚度为27至220 nm，由最大20 nm的非常小的颗粒形成，也可以包含尺寸为40至60 nm的单个纳米颗粒，有时还包含纳米颗粒的团聚体。对样品的光谱特性进行了研究和讨论。在硅衬底上沉积的钒酸盐薄膜导致在可见光范围内的光致变色性能的出现。所研究的薄膜的发光光谱由铕离子的f-f跃迁引起的窄线组成。对于玻璃衬底上的样品，玻璃发射的宽带也贡献于光谱。被认为是最佳的实验条件，允许获得有前途的应用程序作为发光转换器的薄膜。
2020-10-28 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Laser driven self-assembly of shape-controlled potassium nanoparticles in porous glass
我们观察到形状控制的钾纳米粒子的玻璃纳米孔的随机网络内的增长，暴露于低功率激光辐射。可见激光起着双重作用：它增加了钾原子从玻璃内壁解吸的概率，并诱导亚稳态金属纳米颗粒沿纳米孔的自组装。通过探测样品的透明度和原子光诱导解吸通量进入气相，团簇形成/蒸发和原子光解吸过程的动力学的特点。结果表明，激光不仅增加了嵌入玻璃基质中的纳米颗粒的数量，而且还影响了它们的结构特性。通过适当地选择激光频率和照射时间，我们证明了可以定制纳米颗粒的形状分布。此外，原子解吸的宏观行为和光辅助团簇形成之间的深层联系被观察到。我们的研究结果为原子/表面相互作用的研究提供了新的视角，同时也为纳米结构的光控可逆生长提供了有效的工具。
2014-06-30 cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph
General theory for packing icosahedral shells into multi-component aggregates
提出通用理论，通过将壳层序列映射到六方晶格路径，设计多组分二十面体结构并评估最佳尺寸失配，经分子动力学和密度泛函理论验证。
2025-02-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.atm-clus
Atomistic insights into the structural, thermal, and mechanical evolution of $Zr_{47.5}Cu_{47.5}Ag_{5}$ bulk metallic glass
Instituto Sabato, UNSAM, CNEA（萨巴托研究所，阿根廷国家原子能委员会）；Departamento de Materia Condensada, CNEA（凝聚态物质部门，阿根廷国家原子能委员会）；Department of Mathematical Sciences, UTEP（数学科学系，埃尔帕索大学）
通过大规模分子动力学模拟，研究了三元 $Zr_{47.5}Cu_{47.5}Ag_{5}$ 块体金属玻璃的结构、热学和力学性能，发现Ag掺杂诱导的化学异质性和二十面体团簇的坍塌分别稳定了非晶基体并导致了宏观应变软化。
2026-06-16 cond-mat.mtrl-sci
Structural-transition-driven antiferromagnetic to spin-glass transition in Cd-Mg-Tb 1/1 approximants
本文详细研究了Cd_（85-x）Mg_xTb_（15）（x = 5，10，15，20）系列合金中二十面体准晶的1/1近似磁化率。随着Mg含量的增加，出现了反铁磁到自旋玻璃的转变。透射电子显微镜分析表明，在T> 100 K时，磁性转变与单斜超晶格有序化相对于Cd 4四面体取向的抑制之间存在关联。详细讨论了这一现象的可能起源。反铁磁的自旋玻璃样的磁性转变的发生是与化学无序的组合，由于一个随机取代的Cd与Mg和取向无序的Cd 4四面体。
2020-07-28 cond-mat.mtrl-sci
Superparamagnetism and Spin Glass Dynamics of Interacting Magnetic Nanoparticle Systems
磁性纳米粒子的物理性质已被研究，重点是偶极粒子间相互作用的影响。对于弱耦合的纳米粒子，热力学微扰理论推导出的线性平衡磁化率，零场比热和平均的本地偶极场的解析表达式。通过引入偶极场的平均值，在一个单一的粒子的弛豫速率的表达式，证明了一个非平凡的依赖的超顺磁阻塞的阻尼系数。这种阻尼依赖性解释的偶极场的横向分量所产生的非轴对称的潜力。从自旋玻璃行为的角度对强相互作用纳米粒子系统进行了实验研究。在由冷冻的铁磁流体组成的样品中，由于颗粒位置和各向异性轴取向的随机性而产生无序和挫折。强相互作用的FeC系统表现出自旋玻璃相变的临界动力学特性。观察到与常规自旋玻璃相似的老化、记忆和复原现象，但复原效应比Ag（11at%Mn）Heisenberg和Fe_{0.5} Mn_{0.5} TiO_3 Ising自旋玻璃弱得多。强相互作用的纳米颗粒系统和两个自旋玻璃样品的非平衡动力学的差异进行了讨论的各向异性和不同的时间尺度，由于更长的微观翻转时间的磁矩比原子自旋。
2003-10-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Size dependent Acoustic Phonon Dynamics of CdTe0.68Se0.32 Nanoparticles in Borosilicate glass
采用弹性连续介质模型和固定边界条件，用两种不同的方法计算了CdTe 0.68Se 0.32纳米颗粒在硼硅酸盐玻璃中的低频声振动和声子线宽.介质的存在显著影响声子峰，导致模式展宽。发现线宽与尺寸成反比，与实验报道的结果相似。计算了阻尼时间和品质因数。皮秒量级的阻尼时间随着尺寸的减小而减小。l=2简正模的高品质因数值表明该模式的能量损失较小。
2009-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structural studies of the sol-gel glasses with copper selenide nanoparticles by SANS technique
利用小角中子散射（SANS）和透射电子显微镜对硒化铜纳米粒子掺杂的溶胶-凝胶二氧化硅玻璃进行了研究。SANS强度证明了对散射参数（在该技术的框架内转移的动量）的复杂依赖性，然而，在整个q间隔中没有明显的峰。采用多分量幂律指数模型对不同层次的散射目标尺寸进行了近似计算。并对SANS数据进行了单指数分形模型拟合。从这两个模拟的结果，我们得出的Cu 2Se颗粒的尺寸约为60 nm和显着的修改的玻璃基质的规模的一个订单以上（的长程效应的颗粒上的玻璃）。上述散射物体的分形维数从1.5到4.2不等，表明形成了复杂的结构“玻璃中的颗粒”，这可能不会被简化为固体基质中单个颗粒的简单模型。
2021-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Evaluation of Force Fields for Molecular Dynamics Simulations of Platinum in Bulk and Nanoparticle Forms
了解铂纳米颗粒的尺寸和形状依赖性对于设计具有最佳和潜在可调功能的基于纳米颗粒的应用至关重要。为了实现这一目标，我们评估了九种不同的经验势，目的是使用分子动力学模拟准确地模拟多面铂纳米颗粒。首先，通过计算体积和表面性质-表面能，晶格常数，刚度常数和状态方程-并将其与先前的实验测量和量子力学计算进行比较来评估潜力。然后，根据面分别在{100}和{111}平面中的立方和二十面体纳米颗粒的稳定性来评估电势。虽然没有一个力场预测所有评估的性能与完美的准确性，一个潜在的-嵌入原子方法形式主义与特定的参数集-被确定为最好的能够模拟铂在散装和纳米粒子的形式。
2021-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Low Frequency Raman Scattering from Acoustic Phonon Confined in $CdS_{1-x}Se_x$ Nanoparticles in Borosilicate Glass
研究了嵌在硼硅酸盐玻璃中的$CdS_{1-x}Se_x$纳米晶的低频拉曼散射中的声子模。除了呼吸模式和四极模式，两个额外的模式中发现的光谱。为了分配新的模式，限制声学声子频率计算使用CFM，CSM和兰姆模型。根据新模的频率与四极模的频率之比，将新模分配给四极模（l = 2，n = 1）和l = 1，n = 0扭转模的第一泛音。从高分辨透射电子显微镜观察到纳米粒子的非球形外观形状，这是扭转禁带模出现的原因。
2008-03-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Functionalization of Amorphous Chalcogenide and Titanium Oxide Layers by Gold Nanoparticles
本论文主要研究了在硫系玻璃/金纳米粒子/透明衬底、钛/氧化钛/金纳米粒子等层状复合材料中制备不同尺寸金纳米粒子的工艺问题。离子注入、等离子体沉积与退火工艺的组合产生了用于在所述结构中产生具有等离子体效应的金纳米颗粒的物理途径。这些功能化结构计划用于研究光学记录过程，钛植入物的生物相容性。
2014-01-09 cond-mat.mtrl-sci
Critical behavior and magnetic relaxation dynamics of Nd0.4Sr0.6MnO3 nanoparticles
详细的直流和交流磁性能的化学合成的Nd0.4Sr0.6MnO3具有不同的颗粒尺寸（下至27 nm）进行了详细的研究。我们已经发现，在纳米粒子的铁磁状态，而块体Nd 0.4Sr 0.6MnO 3是已知的A型反铁磁体。在纳米颗粒中还发现了格里菲斯样相。此外，纳米颗粒的临界行为已经研究了围绕第二阶铁磁-顺磁过渡区（|（T-TC）/TC| 0.04）。计算的临界指数（b，g，d）与用三维平均场模型、海森堡模型和伊辛模型预测的临界指数有很大的差别。这意味着一个非常不寻常的性质的尺寸诱导的铁磁状态在Nd0.4Sr0.6MnO3。纳米粒子被发现是相互作用的，不像理想的超顺磁性。有趣的是，我们在纳米样品中发现了类似于自旋玻璃的慢磁化弛豫、老化和记忆效应。这些现象归因于弛豫时间的非常宽的分布以及粒子间的相互作用。在实验上，我们已经发现，纳米粒子系统的动力学可以最好地描述自旋玻璃的分级模型。
2013-04-25 cond-mat.mtrl-sci
Non-equilibrium dynamics in an interacting nanoparticle system
利用低频交流磁化率和磁弛豫实验研究了一种具有低温自旋玻璃相的Fe-C纳米粒子样品的非平衡动力学行为。非平衡行为表现出典型的自旋玻璃特征，但也存在一些质的差异。这些差异的性质进行了讨论。
2001-01-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Structural evolution and kinetics in Cu-Zr Metallic Liquids
过冷液体的原子结构经常被认为是金属中玻璃形成的关键来源。二十面体配位簇的存在及其形成网络的趋势已被确定为导致Cu-Zr二元系统中玻璃形成能力的一个可能的结构特征。在这项工作中，我们表明，这一理论是不足以解释玻璃形成在所有组成的二元系统。相反，我们建议，形成理想的包装集群的代价，过量或不足的自由体积的原子排列可以解释玻璃形成类似的机制。我们表明，这种行为反映在恒压冷却过程中的金属玻璃的结构弛豫和在一个恒定的体积结构的时间演化。然后，我们证明，这一理论足以解释整个范围内的Cu-Zr金属玻璃的组合物中的扩散率减慢。
2013-05-09 cond-mat.mtrl-sci
High-performance thermochromic multilayer coatings with W-doped VO2 nanoparticles dispersed in SiO2 matrix prepared on glass at a low temperature
University of West Bohemia（西波希米亚大学）；The University of Texas at Arlington（德克萨斯大学阿灵顿分校）
该研究开发了一种在350°C低温下制备的高性能VO2基热致变色多层涂层，通过磁控溅射和后退火工艺实现，具有优异的光学性能和太阳光调节能力，满足建筑玻璃大规模应用需求。
2025-10-31 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Spin-glass-like freezing of inner and outer surface layers in hollow γFe$_2$O$_3$ nanoparticles
表面自旋的无序在很大程度上决定了超微粒子系统的磁响应。在这项工作中，我们研究了高品质，单分散的空心磁赤铁矿纳米粒子与14.8 $\pm$ 0.5 nm的外径和增强的表面积体积比随时间变化的磁化强度。纳米粒子系综表现出自旋玻璃样签名在直流磁老化和记忆协议和交流磁化率。系统的动力学在50 K附近变慢，并且在20 K以下的实验时间尺度上变得冻结。剩磁曲线表明，发展的磁不可逆性与自旋动力学的冻结。强烈的交换偏置效应及其训练行为指向高度受挫的表面自旋，其重新排列的速度比具有批量协调的内部自旋慢得多。空心粒子的蒙特卡罗模拟再现了实验形态，证实了具有复杂能量景观的强烈无序表面层，这些能量景观是玻璃状动力学和磁不可逆性的基础。计算的磁滞回线显示，磁行为是不相同的内表面和外表面，与自旋在外表面层的15 nm的空心颗粒表现出更高程度的挫折。我们的研究揭示了类似自旋玻璃现象的起源以及表面自旋在磁性空心纳米结构中的作用。
2015-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomaly of AC resistance in magnetic nanoparticle alloys at spin-glass-like transition
对快淬Cu-Co颗粒状薄带的磁化率和交流电阻进行了综合研究。作为温度的函数的AC电阻具有急剧的最大值。我们将其与发散的相关长度在集体冻结的温度下的磁矩通过增加磁损耗的感应非均匀场。应用该模型的实验数据可以直接确定的过渡两侧的相关长度的临界指数。在冻结温度下观察到巨交流磁电阻效应。
2000-02-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Glass transition temperature of PMMA/modified alumina nanocomposite: Molecular dynamic study
在这项研究中，氧化铝和改性氧化铝纳米粒子的PMMA/氧化铝纳米复合材料的影响进行了研究。为了实现这一目标，我们采用分子动力学模拟（MD）方法研究了聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、PMMA/氧化铝和PMMA/羟基氧化铝纳米复合材料的玻璃化转变行为。所有MD模拟均使用Materials Studio 6.0软件包进行。为了获得玻璃化转变温度，获得密度与温度的变化。将密度-温度曲线的斜率显著变化的温度定义为玻璃化转变温度（Tg）。纳米氧化铝颗粒对聚合物玻璃化转变温度的影响与纳米氧化铝颗粒的自由体积、链段的迁移率以及纳米氧化铝颗粒与聚合物之间的相互作用有关。基于均方位移和回转半径研究了链段的运动性。结果表明，由于氧化铝纳米粒子的改性，PMMA/羟基氧化铝纳米复合材料的玻璃化转变温度的提高幅度大于PMMA/氧化铝纳米复合材料。
2017-10-27 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Dynamical, structural and chemical heterogeneities in a binary metallic glass-forming liquid
随着接近玻璃化转变，液体中的颗粒运动变得高度不均匀，几乎没有流动性的区域与液体状区域共存。这种复杂的动力学被认为是负责不同的现象，包括非指数松弛和斯托克斯-爱因斯坦关系的崩溃。理解金属液体和玻璃中的动力学不均匀性和局部结构之间的关系是一个重大的科学挑战。在这里，我们使用经典分子动力学模拟来研究过冷状态下$\mbox{Cu}_{50}\mbox{Zr}_{50}$合金的原子动力学和微观结构。动力学的异质性通过isoconformational分析。随着过冷程度的加深，低迁移率原子从孤立态向成团态转变。这些缓慢的团簇，其尺寸在冷却时增长，也与浓度波动有关，其特征在于富Zr相，具有组合物$\mbox{CuZr}_2$。此外，基于Voronoi镶嵌的慢团簇的结构分析证明了具有局部二十面体顺序的Cu原子的分数相对于块体系统的增加。这些结果与二十面体有序在过冷金属合金动态慢化中所起的相关作用的统一方案是一致的。
2017-11-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Optical absorption and photoluminescence spectroscopy of the growth of silver nanoparticles
光吸收和光致发光（PL）光谱实验的结果表明，激子的银交换玻璃样品中的形成。这些发现是首次报道。此外，我们调查的银交换玻璃样品的光电发射性能的显着变化作为退火后温度的函数。观察到的变化被认为是由于在玻璃基质的热处理过程中的银和氧键合的结构重排。事实上，光电子能谱学确实揭示了在高真空气氛中退火的热效应引起的银交换钠玻璃样品的这些化学转变。通过精确的光谱研究，在这封信中已经建立了温度引起的PL强度变化和银纳米颗粒的热生长之间的重要相关性。
2005-02-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Electronic structure and photoluminescence properties of Zn-ion implanted silica glass before and after thermal annealing
本文给出了30 keV，D=1 × 10 ~（17）cm^~（-2）Zn离子注入a-SiO_2的XPS芯能级和价带谱测量、光致发光谱和电子结构的密度泛函理论计算结果以及Zn离子注入引起的石英玻璃结构缺陷的形成能。理论和实验都表明，注入锌离子占据间隙位置比阳离子取代在能量上更有利。结果，Zn离子嵌入到基质中，与周围的氧原子形成化学键，形成ZnO类纳米颗粒和缺氧的SiOx基质。随后在900 ℃（1小时）的热退火强烈地减少了ZnO纳米颗粒的数量，并诱导了α-Zn 2SiO 4相的形成，这显著地增强了绿光发射。
2015-10-01 cond-mat.mtrl-sci
Evolution of structure of SiO2 nanoparticles upon cooling from the melt
通过非周期性边界条件下的分子动力学（MD）模拟，研究了球形SiO2纳米粒子从熔体中冷却后的结构演变。我们采用具有弱库仑相互作用和Morse型短程相互作用的原子间相互作用势。通过不同温度下的偏径向分布函数（PRDF）、配位数和键角分布研究了SiO2纳米粒子在冷却过程中的结构变化。研究了纳米粒子的核结构和表面结构。我们的研究结果表明，纳米粒子的结构显着的温度依赖性。此外，从熔体冷却到玻璃态的纳米粒子的结构缺陷的浓度的温度依赖性已被发现和讨论。
2009-01-22 cond-mat.mtrl-sci
Cooling rate dependence of simulated ${\rm Cu_{64.5}Zr_{35.5}}$ metallic glass structure
采用嵌入原子模型势的分子动力学模拟方法，研究了${\rm Cu_{64.5}Zr_{35.5}}$合金在较宽的冷却速率$γ\in(1.5\cdot 10^{9},10^{13})$ K/s范围内冷却过程中的结构演化。通过对短程有序和中程有序的研究，我们发现${\rm Cu_{64.5}Zr_{35.5}}$金属玻璃的结构主要取决于冷却速率。特别地，冷却速率的降低导致二十面体状团簇和Frank-Kasper Z16多面体的丰度增加。在$γ_{\rm min}=1.5\cdot 10^{9}$ K/s下，玻璃态的这些团簇的量急剧增加。通过对$γ_{\rm min}$玻璃的结构分析，发现在玻璃中形成了具有${\rm Cu_2Mg}$ Laves相结构的${\rm Cu_2Zr}$金属间化合物纳米晶粒。该化合物的结构与${\rm Cu_5Zr}$金属间化合物的结构是类质同象的。这两种晶格都由两种类型的团簇组成：Cu中心的13原子类二十面体团簇和Zr中心的17原子Frank-Kasper多面体Z16。这表明金属玻璃和金属间化合物具有相同的结构基序，并解释了在$γ_{\rm min}$上观察到的这些簇的丰度急剧增加。
2016-04-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
The effects of graphite nanoparticles, phase change material, and film cooling on the solar still performance
在本文中，我们对太阳能蒸馏器进行了四种改进，即（A）添加石墨纳米颗粒，（B）石墨纳米颗粒与相变材料（PCM）一起，（C）石墨纳米颗粒与玻璃膜冷却一起，以及（D）石墨纳米颗粒与PCM和玻璃膜冷却一起。修改的效果进行了测量和相互比较。改进后的（A）、（B）、（C）和（D）太阳能蒸馏器的生产率分别比常规太阳能蒸馏器提高了50.28%、65.00%、56.15%和73.80%。还考虑了盐水深度对改性（A）和（B）的性能的影响。结果表明，所有太阳能蒸馏器的最佳产量都是在0.5cm水深处获得的。
2016-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Binary icosahedral quasicrystals of hard spheres in spherical confinement
几何形状对粒子的局部和全局堆积的影响对于许多基础和应用研究主题都很重要，例如液体、晶体和玻璃的结构和稳定性。在这里，我们通过实验和模拟表明，在散装结晶成MgZn 2 Laves相的硬球状颗粒的二元混合物，自发地形成3D二十面体准晶在缓慢干燥的液滴。此外，70-80%的颗粒的局部对称性改变为MgCu 2 Laves相的对称性。这两个发现对于光子学应用是重要的。如果化学计量比偏离Laves相的化学计量比，我们的实验表明，MgZn 2的结晶几乎不受球形约束。我们的模拟表明，准晶形核远离球形边界，并沿五重对称结构。我们的研究结果不仅为三维准晶的成核和生长的粒子级研究开辟了道路，也为二元结晶的研究开辟了道路。
2019-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Local connectivity modulates multi-scale relaxation dynamics in a metallic glass-forming system
玻璃形成系统中快振动动力学和慢扩散动力学之间的联系是物理科学中最具挑战性的问题之一。在金属过冷液体模型中，我们发现局域连通性作为原子级结构序参量不仅调节了二十面体配位粒子的短时振动激发，同时也调节了它们的长时弛豫动力学，即从拉伸指数到压缩指数的变化，表明这种粒子的运动从亚扩散到高扩散的动态转变.我们的结果表明，长时动力学具有与短时动力学相关的原子级结构起源，从而暗示了玻璃材料中快振动动力学和慢结构弛豫之间的结构桥梁。
2017-08-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Formation and applications of nanoparticles in silica optical fibers
光纤是近年来发展迅速的应用的基础（电信、传感器、光纤激光器等）。尽管取得了不可否认的成功，但仍有必要开发新一代放大光纤，以克服石英玻璃的一些典型局限性。从这个意义上说，放大透明玻璃陶瓷（TGC），特别是基于该技术的纤维，开辟了新的视角，将玻璃基质的机械和化学特性与嵌入纳米颗粒的增强光谱特性相结合。这篇论文是一个机会，使一个国家的最先进的二氧化硅基光纤含有各种类型的纳米粒子，特别是稀土掺杂的氧化物纳米粒子，并在制造这种纤维的方法。在本文的第一部分，我们将回顾标准光纤和纳米颗粒掺杂光纤的基础知识。在第二节中，我们将回顾一些用于标准光纤的制造方法，在第三节中，我们将描述如何获得TGC光纤。这种新一代的纤维，开始于十年前，已经显示出非常积极的前景和结果，与以前在均匀二氧化硅纤维中获得的结果不同。在接下来的几年里，应该会出现基于这些光纤的新组件。
2015-10-09 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Understanding the Structural Origin of Chirality in Magic-Size Semiconductor Nanoclusters through Self-Assembly Simulations
Cornell University（康奈尔大学）
该研究通过计算模型与小团簇自组装模拟，揭示II-VI和III-V族非体相MSC的内在手性源于二十面体拓扑中四面体键合排列导致的几何阻挫与对称性破缺。
2025-10-18 cond-mat.mtrl-sci
