Probing the core and shell contributions to exchange bias in Co/Co$_3$O$_4$ nanoparticles of controlled size
核/壳磁性纳米颗粒界面处的耦合被认为是导致交换偏置（EB）的原因，并且核和壳组分的相对尺寸被认为会影响相关的现象学。在这项工作中，我们已经制备了核/壳结构的纳米粒子的总平均直径约$\sim$ 27 nm和广泛的壳厚度通过控制氧化的Co纳米粒子以及分散在无定形二氧化硅主机。结构表征给出了令人信服的证据，形成的钴$_3$ O $_4$微晶相在壳周围的Co核心。场冷却磁滞回线显示非单调的依赖性的交换偏置$H_E$和强制$H_C$领域，成为最大的样品与中间壳厚度，在该晶格应变也是最大的两个阶段。我们的原子蒙特卡罗模拟的粒子具有相同的大小和组成，在实验中的结果是一致的实验观察，并使我们能够确定的变化的贡献的界面表面自旋的磁化反转引起的最大值在$H_E$和$H_C$。
2016-07-05 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
Text-mined dataset of gold nanoparticle synthesis procedures, morphologies, and size entities
金纳米颗粒由于其可调性质而被高度期望用于一系列技术应用，所述可调性质由组成颗粒的尺寸和形状决定。控制金纳米颗粒的形态特征的许多启发式方法是众所周知的。然而，控制其大小和形状的基本机制仍然知之甚少，部分原因是合成参数的可能组合范围很大。只要有足够的综合数据，数据驱动的方法可以提供洞察力，帮助指导对这些潜在机制的理解。为了促进这一方向的数据挖掘，我们已经构建并公开了一个数据集的编纂金纳米粒子合成协议和结果直接从纳米粒子材料科学文献中提取，使用自然语言处理和文本挖掘技术。该数据集包含5，154个数据记录，每个记录代表单个金纳米颗粒合成文章，从4，973，165篇出版物的数据库中筛选。每个记录包含编码的合成方案和从总共7，608个实验和12，519个表征段落中提取的形态信息。
2022-04-21 cond-mat.mtrl-sci
Colloidal Synthesis of Nanoparticles: from Bimetallic to High Entropy Alloys
在纳米尺度下，通过化学合成来合成无规合金（即，没有相分离，无论组成如何）仍然是一项不容易的任务，即使对于简单的二元型系统也是如此。在这种情况下，提出了一种独特的方法的基础上的胶体路线，使面心立方和单分散的纳米颗粒，三金属，四金属和pentametallic直径约5 nm的固溶体的合成。Fe-Co-Ni-Pt-Ru合金及其子集被认为是一个具有挑战性的任务，因为每个元素具有相当不同的物理化学性质。在表面活性剂存在下，通过温度辅助共还原金属乙酰丙酮化物前体制备纳米颗粒。它突出了前体的降解温度和金属阳离子的还原电位值之间的相关性是如何实现纳米颗粒内的所有元素的均匀分布的驱动力。
2022-03-08 cond-mat.mtrl-sci
Microscopic origin of exchange bias in core/shell nanoparticles
我们报告的蒙特卡罗模拟的结果，目的是澄清交换偏置的微观起源在一个模型的个别核/壳纳米粒子的磁化磁滞回线。核/壳界面上交换耦合的增加导致交换偏置的增强和环的两个分支之间的不对称性的增加，这是由于不同的反转机制。一个详细的研究的磁序的界面自旋显示令人信服的证据表明，存在一个净磁化，由于未补偿的自旋在壳界面负责这两种现象，并允许直接量化的环路位移的微观参数与惊人的协议与宏观观察值。
2005-11-04 cond-mat.mtrl-sci
Thermal simulation of magnetization reversals for size-distributed assemblies of core-shell exchange biased nanoparticles
提出了一种适用于铁磁纳米颗粒和铁磁-反铁磁核壳纳米颗粒尺寸分布组装体的温度相关的相干磁化反转模型。纳米粒子被假定为单轴各向异性和所有沿其易轴排列。热依赖性包括考虑热涨落，通过Néel-Arrhenius理论实现。得到了磁化反转环、矫顽场和交换偏置场的温度和角度依赖关系，表明F-AF尺寸分布的交换耦合纳米颗粒具有温度依赖的非对称磁化反转。同时，证明了He和Hc随T的非单调演化. Hc与T的角度依赖性表现出复杂的行为，存在一个顶点，其位置和幅度强烈依赖于T。He与T的角度依赖性表现出复杂的行为，这取决于AF各向异性和交换耦合。由此产生的角度行为证明了纳米颗粒的磁响应中的尺寸分布和温度的关键作用。
2016-06-03 cond-mat.mtrl-sci
Pt-Decorated PdCo@Pd/C Core-Shell Nanoparticles with Enhanced Stability and Electrocatalytic Activity for Oxygen Reduction Reaction
利用吸附物诱导的表面分凝效应，发展了一种简单的制备碳负载PdCo@Pd核壳纳米粒子的方法。通过自发置换反应沉积少量Pt，提高了PdCo@Pd纳米粒子的稳定性和对氧还原的电催化活性。本文所述的简易方法适用于大规模低成本生产，并显著降低Pt负载量，从而降低成本。所制备的PdCo@Pd和Pd修饰的PdCo@Pd纳米催化剂与Pt/C相比具有更高的甲醇耐受性，并且是用于燃料电池应用的有希望的阴极催化剂。
2010-11-22 cond-mat.mtrl-sci
Optical determination and identification of organic shells around nanoparticles: application to silver nanoparticles
我们提出了一种简单的方法来证明银纳米粒子周围的有机壳的存在。该方法是基于孤立的纳米粒子的光学消光测量和米氏计算预测的预期波长的局部表面等离子体共振的纳米粒子的存在和不存在的有机层之间的比较。这种方法适用于银纳米粒子，似乎是很好的保护氧化。通过表面增强拉曼光谱（SERS）测量的进一步实验表征允许将该保护壳鉴定为乙二醇。因此，结合LSPR和SERS测量可以证明被有机壳包围的其他等离子体纳米颗粒的存在和识别。
2013-04-26 cond-mat.mes-hall 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
Continuous hydrothermal flow synthesis of Gd-doped CeO2 (GDC) nanoparticles for inkjet printing of SOFC electrolytes
采用连续水热法合成了GdxCe 1-xO 2-d（GDC）纳米粒子。通过改变合成条件，可以定制颗粒尺寸和形态。这里，可以获得具有多面体或八面体形状的6至40 nm的颗粒尺寸。将Gd0.2Ce0.8O2-d纳米颗粒进一步加工成用于喷墨印刷的油墨。尽管具有小的颗粒尺寸/大的表面积，但仍配制出具有优异印刷行为的油墨。为了概念验证，将薄GDC层印刷在a）绿色NiO-GDC基底上和b）预烧结NiO-YSZ基底上。虽然在绿色NiO-GDC基底上不能获得致密层，但印刷在NiO-YSZ基底上的GDC纳米颗粒在烧制后形成致密的连续层。
2019-04-08 cond-mat.mtrl-sci
Strain Relaxation in Core-Shell Pt-Co Catalyst Nanoparticles
本文结合纳米束电子衍射应变成像与连续弹性模型，揭示了核壳Pt-Co催化剂中表面应变通过界面缺陷和球形几何弛豫释放的机制，并阐明了壳层厚度和晶格失配如何通过应变弛豫影响氧还原催化活性。
2023-05-30 cond-mat.mtrl-sci
Exchange bias and asymmetric hysteresis loops from a microscopic model of core/shell nanoparticles
我们提出了蒙特卡罗模拟的磁滞回线的磁性纳米粒子的模型与铁磁核和反铁磁壳与不同的值的核/壳界面交换耦合，其目的是澄清的微观起源实验观察到的交换偏置。我们已经发现，在磁场方向以及沿磁化轴的位移，增加的幅度时，增加界面交换耦合的环路移位。从自旋组态计算出的椭圆形函数已被计算，以解释微观上这些功能的起源和大小。
2006-06-19 cond-mat.mtrl-sci
Sustainable and green synthesis of hydrogen tungsten bronze nanoparticles with nanocarbon via mechanically induced hydrogen spillover
在这项研究中，我们展示了可持续的和绿色的纳米技术，室温下合成H $_x$ WO $_3$（$0<x<0.5$）通过一种新的反应途径诱导的机械能。使用单斜WO $_3$粉末和聚烯烃（聚丙烯）的简单混合物来获得H $_x$ WO $_3$纳米颗粒，其即使通过高能球磨合成也显示出高结晶度。H $_x$ WO $_3$纳米粒子和纳米碳副产物的复合物在可见光下表现出独特的光电性能以及对偶氮染料水污染物的光催化降解性能的显著增强。并对所得功能材料的形成机理进行了探讨。本研究的发现提供了对H $_x$ WO $_3$纳米颗粒的大规模生产的限制的见解，例如用于电化学反应和贵金属催化的特定设置。
2021-12-31 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis and characterization of FePt/Au core-shell nanoparticles
本论文主要研究了高温液相合成的金包覆FePt纳米粒子的结构和磁性。优化金的量以获得大部分涂覆的FePt颗粒。通过TEM观察，粒径从4增加到10 nm。磁性能在很大程度上受涂层的影响。在低温下，包覆纳米颗粒的矫顽场Hc相对于未包覆的降低了约3倍，并且阻断温度降低了一半。根据FePt核表面金原子的影响，讨论了磁行为的变化。
2009-11-25 cond-mat.mtrl-sci
Atomic-scale observation of ordered structure induced by surface segregation in annealed Pt@Co core-shell nanoparticles
二元合金纳米粒子的有序结构决定了其磁性和催化性能。在退火后的合金中，其中一种组分优先在表面上偏析以降低表面能。这种表面偏析被认为是在表面附近构建有序相的一个因素。然而，尚未观察到的偏析诱导的有序纳米粒子。在此，合成了铂@钴（Pt@Co）核壳纳米颗粒，并通过扫描透射电子显微镜观察了它们在600°C、700°C和800°C下退火3小时后的结构变化。我们在700°C下在表面附近发现了L10-PtCo结构，这在初始Pt：Co比约为4：1的情况下是出乎意料的。L10-PtCo结构被认为是由于Pt原子的表面偏析和扩散不足以在颗粒中混合Pt和Co原子而形成的，因为该结构在600 ℃和800 ℃下不形成。
2021-11-01 cond-mat.mtrl-sci
Polymer Assisted Synthesis of FeNi Nanoparticles
以肼为还原剂，聚乙烯吡咯烷酮（PVP）和聚乙二醇（PEG）为还原稳定剂，采用湿化学法制备了聚合物辅助的球形FeNi纳米粒子。使用XRD和TEM进行的结构研究表明，纳米复合材料颗粒中的细FeNi纳米晶的均匀分散。在相同的反应条件下制备的FeNi纳米粒子的尺寸和热稳定性被发现依赖于所使用的聚合物的类型和分子量。然而，纳米复合颗粒的磁性不受聚合物的影响。该研究强调了在合成合金纳米复合颗粒过程中使用聚合物的细微差异。
2012-12-14 cond-mat.mtrl-sci
Modeling of Growth Morphology of Core-Shell Nanoparticles
我们模拟了核壳型贵金属纳米粒子的壳层形成。最近开发的动力学Monte Carlo方法是用来重现在最近的核-壳纳米粒子合成实验中实现的生长形态，其中报告了光滑的外延生长的外壳。具体来说，我们确定的增长制度，产生这样的光滑的外壳，但也导致形成的小集群的外壳。所开发的建模方法使我们能够定性地研究温度的影响，并提供壳金属原子对所得到的壳形态，当生长在预合成的核芯。
2014-11-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Chemical synthesis and magnetic properties of monodisperse cobalt ferrite nanoparticles
在这项工作中，一个成功的合成磁性钴铁氧体（CoFe 2 O 4）纳米粒子。合成的CoFe 2 O 4纳米粒子具有球形形状，在所选择的溶剂中高度单分散。研究了不同反应条件如温度、反应时间和不同封端剂对产物物相和形貌的影响。扫描透射电子显微镜显示，这些纳米粒子的大小可以通过改变反应条件来控制。X射线衍射和能量色散X射线光谱证实了立方对称的CoFe 2 O 4尖晶石结构的形成。由于优化的反应参数，每个纳米颗粒被证明是一个单一的磁畴的直径范围从6到16 nm。最后，磁性研究表明，所获得的纳米粒子是超顺磁性的小矫顽力值约315 Oe和饱和磁化强度为58 emu/g在室温下。这些结果使得钴铁氧体纳米颗粒有望用于先进的磁性纳米器件和生物磁性应用。
2019-11-18 cond-mat.mtrl-sci
A Magnetic and Moessbauer Spectral Study of Core/Shell Structured Fe/Au Nanoparticles
Fe/Au纳米粒子已通过反胶束反应化学合成，并通过常规和基于同步辐射的X射线衍射和磁性和穆斯堡尔谱研究进行了研究。粉末X-射线衍射图揭示了结晶α-铁和金的存在以及任何结晶铁氧化物或其他结晶产物的不存在。一阶反转曲线，随着主要的磁滞回线的Fe/Au纳米粒子已被测量作为时间的函数，以调查其磁性能的演变。在78和295 K下测量了未涂覆的铁纳米颗粒和Fe/Au纳米颗粒的铁-57穆斯堡尔谱，表明存在两种主要的含铁组分，即预期的α-铁和意想不到的无定形Fe 1-xBx合金;还观察到几种结晶不良的有序氧化铁（III）组分以及顺磁性铁（II）和铁（III）组分。这些结果表明，通过反胶束合成的铁核/金壳纳米粒子远比以前认为的复杂。
2005-12-16 cond-mat.mtrl-sci
Fabrication of uniform half-shell magnetic nanoparticles and microspheres with applications as magnetically modulated optical nanoprobes
磁调制光学纳米探针（MagMOON）是磁性粒子，通过发射不同方向的不同强度的光来指示它们的角方向，并已显示出用于各种应用的前景。在这封信中，我们描述了一种新的方法来制造均匀的磁性半壳粒子，可用于MagMOON。钴沉积到商业上制造的聚苯乙烯纳米球和微球，使用微真空气相沉积，产生具有均匀尺寸，形状和磁性含量的颗粒。此外，与其体积值相比，沉积在纳米球上的钴的结晶度增强。
2005-06-16 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
Conditions determining the morphology and nanoscale magnetism of Co nanoparticles: Experimental and numerical studies
通过改变Co2（CO）8热分解过程中的反应时间和化学环境，制备了从核壳到中空纳米粒子的钴基纳米结构。结构表征和动力学模型模拟表明，钴和氧的扩散系数决定的生长速度和最终的纳米粒子的形态。核/壳纳米粒子中Co和Co-氧化物之间的交换耦合引起了场冷磁滞回线的偏移，该偏移与壳厚度成比例，如数值研究所验证的。当从核/壳到中空颗粒时，增加的纳米复杂性也导致在300 K以上出现滞后，这是由于额外的自旋无序表面导致的表面各向异性的增强。
2011-09-09 cond-mat.mtrl-sci
Modelling exchange bias in core/shell nanoparticles
我们提出了一个原子模型的一个单一的纳米粒子的核/壳结构，考虑到其晶格结构和球形几何形状，并在其中的微观参数，如各向异性和交换常数的值可以调整在核，壳和界面区域。通过对基于该模型的磁滞回线的蒙特卡罗模拟，我们确定了场冷后能观察到回线位移的微观参数范围。不同的颗粒尺寸和值的界面交换耦合的界面自旋的磁序的研究使我们能够相关的外观的循环不对称性和垂直位移的存在下的一小部分未补偿的自旋在壳界面保持钉扎在现场循环，提供新的见解的微观起源的实验现象。
2007-09-04 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis and characterization of core-shell structure silica-coated Fe29.5Ni70.5 nanoparticles
考虑到磁性粒子在生物医学和电磁器件中的潜在应用，我们利用经典的Stober方法--正硅酸乙酯（TEOS）的碱催化水解和缩合将FeNi纳米粒子包覆在二氧化硅壳层中。高功率超声波下的原始搅拌系统使得分散否则团聚的颗粒成为可能。超声处理保证了颗粒在Stober合成过程中保持分散，并且还提高了该方法的效率。通过电子显微镜（TEM）和能谱（EDX）表征包覆的颗粒，其显示具有均匀二氧化硅层的核-壳结构。二氧化硅涂层不影响磁芯的磁性能。事实上，所有样品在77 K和室温下都是铁磁性的，居里点保持不变。只有矫顽力显示出意想不到的非单调依赖于二氧化硅层厚度。
2007-03-19 cond-mat.mtrl-sci
Ethanol chemisorption on core-shell Pt-nanoparticles: an ab-initio study
采用从头计算方法，研究了乙醇在分离型二元纳米合金上的化学吸附性质。我们选择具有55个原子的二十面体形状的纳米结构，其中Pt最外层在M核心上，M=Ag，Pd，Ni。相对于具有相同组成的纳米膜，乙醇结合能增加。这不仅仅是由于观察到的Pt-O距离缩短，而是取决于乙醇吸附后纳米颗粒的变形。纳米颗粒内的这种几何变形可以解释为径向呼吸，其对吸附位点敏感，通过O-锚点和乙基的相对位置来识别。更有趣的是，由于核依赖性-在Pd@Pt中较大，在Ni@Pt中较小-，它涉及从乙醇和M-核向Pt-壳的有效电子转移。在这个新的分析的观点，Pd@Pt纳米合金显示出最有前途的乙醇氧化的功能。
2018-04-20 cond-mat.mtrl-sci
$\mathrm{Fe}_{1-x}\mathrm{Ni}_x$ Alloy Nanoparticles Encapsulated inside Carbon Nanotubes: Controlled Synthesis, Structure and Magnetic Properties
在目前的工作中，不同的合成程序已被证明填充碳纳米管（CNT）与$\mathrm{Fe}_{1-x}\mathrm{Ni}_x$合金纳米粒子（x = 0.33，0.5）。碳纳米管作为模板用于磁性纳米颗粒的封装，并提供抗氧化的保护屏蔽以及防止纳米颗粒团聚。通过改变反应参数，样品的纯度，填充度，填充纳米颗粒的组成和尺寸已经被定制，因此磁性能。采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线粉末衍射仪（XRD）、超导量子干涉仪（SQUID）和热重分析仪（TGA）对样品进行了分析。Fe 1-xNix填充的碳纳米管显示出巨大的增强，在矫顽场相比，相应的散装材料，这使它们成为几个应用，如磁存储设备的优秀候选人。
2018-09-27 cond-mat.mtrl-sci
Facile and rapid synthesis of highly luminescent nanoparticles via Pulsed Laser Ablation in Liquid
本文证明了脉冲激光烧蚀在液体中作为一种快速筛选合成方法，能够在纳米级制备甚至复杂的组合物的有用性。采用脉冲激光烧蚀法在液相中成功地合成了Y2 O3：Eu 3+、Lu 2 O2 S：Eu 3+、Gd 2SiO 5：Ce 3+和Lu 3 TaO 7：Gd 3+，Tb 3+纳米粒子。原始材料的相和化学计量被保留，同时尺寸减小到5-10 nm。材料的光学性质也得到了保留，但显示出一些小的变化和一些额外的结构，这归因于纳米尺度的特殊性（内部压力，不均匀加宽，表面状态......）。
2009-09-29 cond-mat.mtrl-sci
Metal Oxide Nanoparticles and Their Applications: A Report
在此，我们报告了金属氧化物纳米颗粒及其在不同科学和医学领域的不同应用的简要介绍。本报告将经常更新，以提供类似纳米技术领域的完整评论。本文介绍了纳米技术和纳米材料的一些合成路线（如水热合成法和溶胶-凝胶合成法等）。制备金属氧化物纳米颗粒的方法。本文主要介绍了金属氧化物纳米粒子在生物医学、电阻开关、光伏等领域的应用。
2021-12-23 cond-mat.mtrl-sci
Screening-Induced Phase Transitions in Core-Shell Ferroic Nanoparticles
使用Landau-Ginzburg-Devonshire方法，我们研究了三种不同形状的核-壳铁性纳米颗粒中屏蔽诱导的相变：扁圆盘，球体和长针。该纳米颗粒由铁性CuInP 2S 6核制成，并由相变材料制成的“可调”屏蔽壳覆盖，该相变材料的电导率随着材料在半导体和金属相之间的变化而变化。我们揭示了壳屏蔽长度对纳米颗粒核的相变和自发极化的关键影响。由于可调屏蔽壳层允许控制核-壳铁性纳米颗粒的极性状态和相图，因此所获得的结果对于非易失性存储器单元中的应用特别有意义。
2022-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Atomic Layer Deposition-Based Synthesis of Photoactive TiO2 Nanoparticle Chains by Using Carbon Nanotubes as Sacrificial Templates
通过煅烧TiO 2包覆的多壁碳纳米管（MWCNTs）制备了高度有序的自支撑TiO 2纳米粒子链。在退火过程中，通过原子层沉积（ALD）沉积到MWCNT上的薄管状TiO 2涂层被转化为具有纳米表面积（137 cm 2/cm 2基底）的TiO 2纳米颗粒链（~12 nm直径），同时从MWCNT中去除碳。光催化降解乙醛的测试证明，这些森林的二氧化钛纳米粒子链是高度的光活性在紫外光下，因为它们的结晶良好的结晶的结晶相。
2014-10-22 cond-mat.mtrl-sci
Nanoparticle Deposition Techniques for Silica Nanoparticles: Synthesis, Electrophoretic Deposition, and Optimization- A review
本综述探讨二氧化硅纳米颗粒的合成与沉积，重点介绍Stöber法和电泳沉积（EPD），并展望结合AI优化与主动学习以提升薄膜质量与工艺效率。
2025-03-28 cond-mat.mtrl-sci
Competition of Core-Shell and Janus Morphology in Alloy Nanoparticles: Insights From a Phase-Field Model
双金属纳米粒子具有核壳结构、Janus结构、洋葱状结构、类Janus结构和均匀结构等多种形貌。虽然广泛的努力已被定向到了解平衡构型的BNP，其发展所涉及的动力学机制还没有系统地探讨。由于这些系统通常包含一个可折叠的差距，实验研究已经提到了调幅分解（SD）作为一个可能的机制，形成这样的结构。我们提出了一种新的相场模型的限制（嵌入式）系统研究SD引起的BNP内的形态演变。它开始与组成调制环的形成作为表面定向SD的结果，并最终发展成核壳或Janus结构，由于粗化/破裂的环。最终的构型取决于接触角和颗粒尺寸-Janus在较小的尺寸和较高的接触角下是有利的。我们的模拟还说明了形成的亚稳态，动力学捕获的结构作为毛细管和扩散之间的竞争的结果。
2021-05-20 cond-mat.mtrl-sci
Exchange bias phenomenology and models of core/shell nanoparticles
一些主要的实验观察相关的磁性系统中的交换偏置的发生进行了审查，集中注意力与核/壳结构的纳米粒子相比，薄膜双层的特殊现象。提出了实验观察提出的主要悬而未决的问题，并与迄今为止制定的现有交换偏差理论和模型进行了对比。我们还提出了一个简单的模型的基础上的模拟结果的核/壳纳米粒子中的微观参数，如各向异性和交换常数的值可以在核心，壳和界面区域进行调整，提供新的见解的实验现象学的微观起源。详细的研究的磁序的界面自旋显示令人信服的证据表明，大多数的实验观察到的效果可以定性地占在本模型的上下文中，并允许量化的幅度的环路移位与惊人的协议与宏观观察值。
2007-06-26 cond-mat.mtrl-sci
Electronic shell structure and chemisorption on gold nanoparticles
我们利用密度泛函理论研究了金纳米粒子的电子结构和化学性质。不同的结构家庭的集群进行了比较。对于多达60个原子，我们使用基于DFT的模拟退火优化结构。团簇的几何形状被发现扭曲相当大，在费米能级产生大的带隙。对于多达200个原子，我们认为一个简单的EMT潜力和集群的基础上cuboctahedra和二十面体的结构。所有类型的团簇几何形状都表现出凝胶状的电子壳层结构。我们计算了几个原子在立方八面体团簇上的吸附能。吸附能被发现在幻数突然变化。利用Newns-Anderson模型，我们发现幻数对吸附能的影响可以从吸附物诱导态相对于团簇费米能级的位置来理解。
2013-03-05 cond-mat.mtrl-sci
Spark Discharge Generator as a Stable and Reliable Nanoparticle Synthesis Device: Analysis of the Impact of Process and Circuit Variables on the Characteristics of Synthesized Nanoparticles
纳米技术提供了利用体相不具备的量子特性的希望。这些理想的性能高度依赖于尺寸和组成。因此，控制这些变量的发电机对于该领域的进展至关重要。火花放电发生器（SDG）是用于纳米颗粒合成的杰出气溶胶路线，由于其快速动力学、可扩展性、高纯度、准确性和再现性而脱颖而出，并具有允许合成任何导电材料的纳米颗粒的额外优势。这些优点是其巨大的加热和冷却速率的结果，其内在的和易于控制的电子变量在点击达到。然而，这些变量对实际产生的气溶胶的机械影响仍然没有完全了解。在这项工作中，我们构建了一个SDG，并系统地研究了它的行为，特别感兴趣的是电阻，电容，电感，流量，间隙分离和电流对火花的电气行为的影响。我们的模型系统主要产生Fe和Cu纳米粒子与测量浓度。我们讨论了火花如何影响颗粒的大小和数量的浓度，并提供有用的相关性，链接与独立变量。值得注意的是，有限的阻力在所产生的气溶胶的输出中产生最大值。这表明电路的RLC特性和布线到火花的频率和纳米颗粒数量浓度之间的直接联系，表明利用这种行为朝向最大化纳米颗粒生成的潜力。此外，我们讨论了火花振荡和能量释放与随之而来的气溶胶生成之间的联系。
2023-02-09 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced heat transfer with core-shell metal dielectric nanoparticles
从辐照的金属纳米颗粒的热传递是相关的广泛的应用，从水脱盐到光声。这种过程的功效依赖于这些纳米颗粒吸收脉冲照明光并将能量快速转移到环境中的能力。在这里，我们表明，与具有相同大小的均匀金纳米粒子相比，金-二氧化硅核-壳纳米粒子能够更快地将热量传递到液态水。我们得出这一结论，考虑分析和数值计算。金属电子与石英声子之间的直接界面耦合是强化传热的关键因素。我们讨论了如何获得快速加热的水在附近的颗粒，并表明，最佳条件涉及纳米粒子与薄二氧化硅壳照射超快激光脉冲。我们的研究结果应作为指导的核壳纳米粒子的热等离子体激元应用的优化。
2019-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Vibrational modes of metal nanoshells and bimetallic core-shell nanoparticles
本文从理论上研究了复合金属纳米结构如核壳结构和具有介电核的金属纳米壳结构在环境中的径向振动模谱。我们计算的频率和阻尼率的基本（呼吸）模式，这些纳米结构以及两个高阶模式。对于金属纳米壳，我们发现，呼吸模式的频率总是低于一个相同大小的固体颗粒，而阻尼是较高的，并随着壳厚度的减少而增加。我们确定了两个制度，可以表征为弱阻尼和过阻尼振动的存在下，外部介质。对于双金属粒子，我们发现频率和阻尼率的周期依赖于壳厚度与周期决定的模式数。对于这两种纳米结构，高次模的频率几乎与环境无关，而阻尼率对外界介质表现出很强的敏感性。
2008-06-05 cond-mat.mtrl-sci
Surface response of spherical core-shell structured nanoparticle by optically induced elastic oscillations of soft shell against hard core
考虑了球形双组分壳核结构纳米粒子的光致振荡响应，研究了软壳对硬内核的无节点弹性振动。得到了有限深壳层中偶宇称、球宇称和奇宇称扭转振动模的本征频率，这对于超微粒子共振散射长波电磁波谱中各共振的模态规范具有实际意义。
2009-03-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Synthesis and Magnetic Properties of Cobalt Ferrite (CoFe2O4) Nanoparticles Prepared by Wet Chemical Route
以稳定的铁盐和钴盐为原料，以油酸为表面活性剂，采用湿化学法合成了铁酸钴磁性纳米粒子。X射线衍射（XRD）和透射电子显微镜（TEM）证实了取决于退火温度和时间的在15- 48 nm范围内的单相钴铁氧体纳米颗粒的形成。随着退火温度的升高和退火时间的延长，纳米粒子的尺寸逐渐增大，而纳米粒子的介电常数在28 nm处达到最大值。当温度低于260 K时，观察到典型的阻塞效应，而当温度低于77 K时，观察到非常大的极化率（10.5kOe）。高场矩被观察到是小的较小的颗粒和接近大颗粒的体积值。
2006-07-07 cond-mat.mtrl-sci
Non-Fourier heat transport in metal-dielectric core-shell nanoparticles under ultrafast laser pulse excitation
超快激光脉冲激发后嵌入的金属纳米颗粒的弛豫动力学是由不同来源的热现象驱动的，其准确描述对于解释实验结果至关重要：热电子气产生，电子-声子耦合，热传递到颗粒环境和热传播。除了最后一种机制，众所周知，纳米结构和/或超短时间尺度的热传输可能会偏离傅立叶定律的预测。在这些情况下，热输运可以用玻尔兹曼输运方程来描述。我们提出了一个数值模型，使我们能够确定在亚皮秒脉冲激发下的球形金纳米粒子核的电子和晶格温度动态，以及周围的壳电介质。为此，我们已经使用了电子-声子耦合方程的粒子与激光脉冲吸收的源项，和热传导的主介质中的弹道扩散方程。无论是热化或绝热边界条件已被认为是在壳体外表面。我们的研究结果表明，从颗粒到基体的传热速率可以显着小于傅立叶定律的预测。因此，粒子温度上升较大，其冷却动力学可能比使用傅立叶定律获得的要慢。这种差异归因于核纳米颗粒附近的非局部和非平衡热传导。这些结果预计将是非常重要的分析泵探测实验上进行的单个纳米粒子或纳米复合材料介质。
2008-06-10 cond-mat.mtrl-sci
Characterization of Pd and Pd@Au core-shell nanoparticles using atom probe tomography and field evaporation simulation
我们报告的原子探针层析成像分析的Pd和Pd@Au纳米粒子嵌入在Ni矩阵和局部蒸发场的变化对原子探针数据的影响。为了评估重建的原子图的完整性，我们进行了场蒸发过程的数值模拟，并将模拟数据集与实验获得的数据进行了比较。在Pd和Pd@Au纳米颗粒的原子图中看到的扭曲可以主要归因于化学成分和元素蒸发场的局部变化。Pd和Ni的蒸发场值，取自图像驼峰模型，并假设在模拟中，实验和模拟结果之间取得了很好的一致性。与此相反，金的蒸发场，从图像驼峰模型预测，似乎大大高估，并导致实验和模拟之间的巨大差异。
2021-02-10 cond-mat.mtrl-sci
Particle size and cooling field dependence of exchange bias in core/shell magnetic nanoparticles
我们提出了一个数值模拟研究的交换偏置（EB）的核/壳结构的纳米粒子的效果，旨在揭示与这种效果相关的一些实验现象的微观起源。特别是，我们把我们的研究集中在颗粒尺寸和场冷却的滞后回线位移的依赖。为此，磁滞回线后的字段冷却过程已被计算的蒙特卡罗模拟的基础上的模型，考虑到特殊性能的核心，壳和界面区域的颗粒和EB和矫顽场已被提取。结果表明，作为一个总的趋势，电子束场$h_{EB}$随着颗粒尺寸的增加而减小，与一些实验观察结果一致。然而，仔细检查发现显着的$h_{EB}$的振荡作为粒子半径的函数，我们表明是密切相关的净磁化强度场冷却后建立在界面壳自旋。对于具有铁磁界面耦合的粒子，我们证明了$h_{EB}$的大小和符号可以随着冷却过程中施加的磁场而变化。
2008-01-11 cond-mat.mtrl-sci
Tailoring topological states of core-shell nanoparticles
在这项工作中，我们研究了新的球形核壳纳米粒子与带反转。核和包埋介质是正常的半导体，而壳材料被假定为拓扑绝缘体。的包络函数被发现满足一个Dirac-like方程，可以解决在一个封闭的形式。核-壳纳米粒子支持midgap束缚态位于两个接口，由于带反转。这些状态是健壮的，因为它们是拓扑保护的。由于类狄拉克哈密顿量的手征对称性，能谱呈现镜像对称性。作为一个主要的结果，我们表明，壳层的厚度作为一个额外的参数的微调的能级，这铺平了道路，电子和光电子学的应用。
2021-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Synthesis of copper and silver nanoparticles by molecular beam method
本文介绍了调查的结果的多孔冷凝物的结构的Ag-NaCl和Cu-NaCl的组合物;化学和相组成和纳米粒子的尺寸，从气相EBPVD方法产生的。当从真空中取出时，多孔基质中的银和铜纳米颗粒在空气中氧化成较低的氧化物，并且相对于氧气和水分具有相当大的吸附能力。空气中的加热伴随着多孔冷凝物质量的降低，主要是由于物理吸附的水分的解吸，以及由于物理吸附的氧气而氧化成更高的氧化物。在铜浓度高达10原子%时，冷凝物的吸附能力大大增强，这可归因于非常细的纳米颗粒的存在。冷凝物中铜浓度的增加伴随着纳米颗粒相对于氧的吸附能力的降低，并且因此也伴随着相组成的改变。除了浓度变化，纳米颗粒的相组成也可以通过在低冷凝温度下产生的初始冷凝物的热处理来控制。银和铜纳米颗粒可以转化为稳定的胶体体系。
2018-06-14 cond-mat.mtrl-sci
Exchange bias in a core/shell magnetic nanoparticle: Monte Carlo simulation
利用蒙特卡罗模拟，我们详细研究了低温下铁磁核/反铁磁壳纳米粒子的磁滞交换偏置与核半径和壳厚度的关系.结果表明，交换偏置对纤芯半径非常敏感，纤芯半径的微小变化会导致交换偏置的大幅波动。在一般的趋势中，交换偏置通过增加壳厚度和减小芯半径而增强。核壳界面上的自旋组态和交换偏置之间的内在相关性被证明。我们进一步研究了交换偏置对温度和纳米颗粒内部的随机场的依赖关系，表明交换偏置分别随随机场和温度的大小单调减小。
2006-12-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Thermoplasmonics of Gold-Core Silica-Shell Colloidal Nanoparticles under Pulse Illumination
本文通过Mie理论与双温度模型结合分子动力学模拟，研究了脉冲光照下金核-二氧化硅壳纳米颗粒在水中的热动力学，发现5 nm致密薄壳可显著加快水加热，为高效光热应用设计提供了新见解。
2025-06-05 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Controlling magnetisation's reversal mechanism and hyperthermia efficiency in core/shell magnetic nanoparticles by tuning the interphase coupling
磁性粒子热疗，其中胶体纳米结构暴露于交变磁场，是一种有前途的癌症治疗方法。不幸的是，热疗的临床疗效尚未优化。因此，积极寻求改善磁性粒子热疗的途径，例如设计由不同相材料组成的混合结构。在这里，我们证明了增强的热疗效率在相对较大的球形Fe/Fe-氧化物核/壳纳米粒子通过操纵核和壳相之间的相互作用。对直径在30-80 nm范围内的示例性样品的实验结果表明滞后损失与观察到的温度升高速率的直接相关性，最大效率为约0.9 kW/g。的绝对颗粒尺寸，核/壳比，和薄的方铁矿夹层的插入，被证明有强大的影响上的比吸收率。通过将我们的测量结果与微磁计算结果进行比较，我们揭示了拓扑非平凡磁化反转模式，在这种模式下，粒子间的相互作用变得可以忽略不计，聚集体的形成被最小化，并且转化为热量的能量增加。这一信息迄今为止一直被忽视，与均匀粒子的现有知识形成鲜明对比。
2019-10-09 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
Nanoscale distribution of magnetic anisotropies in bimagnetic soft core-hard shell MnFe$_2$O$_4$@CoFe$_2$O$_4$ nanoparticles
采用不同探测深度的元素选择性磁谱组合，测量了核@壳MnFe $_2$ O $_4$ @CoFe $_2$ O $_4$ 7.0 nm颗粒中磁各向异性的纳米级分布。由于这张照片是无法通过任何其他技术，涌现的磁性被揭示出来。在整个纳米尖晶石中，矫顽场不是恒定的。非常薄的（0.5 nm）CoFe $_2$ O $_4$硬壳对另外非常软的MnFe $_2$ O $_4$核施加强磁各向异性：在MnFe $_2$ O $_4$芯内部测量到大的结晶度梯度，接近界面区域的值较低，而内芯呈现出相当大的矫顽磁场（0.54T）和非常高的剩余磁化（饱和时磁化的90%）。
2017-09-14 cond-mat.mtrl-sci
Plasmon-Induced Tuning of Cerium Oxidation States in Au@CeO$_x$ Core@Shell Nanoparticles
本文通过可见光驱动的局域表面等离激元共振光热反应合成Au@CeO$_x$核壳纳米颗粒，并利用绿色激光照射进一步提高Ce$^{3+}$/Ce$^{4+}$比值，实现了铈价态的可逆调控，为优化其光催化与类酶性能提供了新途径。
2025-07-04 cond-mat.mtrl-sci
Growth Mechanisms and Oxidation-Resistance of Gold-Coated Iron Nanoparticles
本文采用反胶束法合成了铁核/金壳纳米粒子，并对其生长机理和抗氧化性能进行了研究。通过透射电子显微镜、能量色散谱、X射线衍射、穆斯堡尔谱和电感耦合等离子体技术证实了核壳结构和Fe & Au相的存在。此外，原子分辨率Z-衬度成像和电子能量损失谱（EELS）在扫描透射电子显微镜（STEM）已被用来研究生长过程的细节。Au壳层在聚结前通过在Fe核表面成核而生长。松散粉末形式的这种纳米颗粒的磁矩由于氧化而随时间降低。金壳的抗氧化性不理想可能是由粗糙的金表面引起的。然而，在压制的颗粒形式中，电传输测量表明颗粒相当稳定，因为颗粒的电阻不会随时间而明显变化。
2005-04-13 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis and Magnetic Properties of Ferroelectric GdCrO3 nanoparticles
采用改进的水热法合成了单相GdCrO3纳米粒子。样品在128 K处显示出补偿温度，低于该温度，由于两个亚晶格磁化之间的竞争，在低温下DC磁化变为负和正。在Néel温度（168K）下，电子顺磁共振谱显示谱线的宽度和强度发生突变。
2014-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structure and spectroscopy characterization of La$_{1-x}$Sm$_x$VO4 luminescent nanoparticles synthesized co-precipitation and sol-gel methods
采用共沉淀法和溶胶-凝胶法合成了钐激活的正钒酸盐纳米粒子。XRD研究表明，合成的样品具有单斜或四斜结构以及它们的混合物依赖于Sm的浓度和合成方法。研究了合成方法对纳米粒子形貌、吸收光谱、漫反射光谱和发射光谱的影响。
2020-10-28 cond-mat.mtrl-sci
Environmentally friendly method of silicon recycling: synthesis of silica nanoparticles in an aqueous solution
未来几十年将经历来自各种来源的大量硅废物，没有可靠的回收途径。将大块硅转化为SiO2纳米颗粒对环境具有重要意义，因为它提供了一种回收残余硅废物的方法。为了满足硅回收的需求，我们开发了一种自上而下的方法，实现了100%的体硅转化为二氧化硅纳米粒子，其结果尺寸为8-50 nm。除了提升二氧化硅的潜力外，我们的方法还具有几个优点，例如简单性，可扩展性和可控的粒度分布。许多科学和制造领域，如光学、光子学、医学和机械应用，都需要尺寸可控的二氧化硅纳米颗粒制造。我们证明，控制温度和水解时间的平均粒径和分布形状有显着的影响。此外，我们解开的纳米粒子形成的过程中使用的理论成核模型和量子密度泛函理论计算。我们的研究结果为二氧化硅纳米粒子的制备提供了理论和实验基础，并为进一步的硅保护研究铺平了道路。
2020-07-14 cond-mat.mtrl-sci
