Tunneling Via Individual Electronic States in Ferromagnetic Nanoparticles
我们测量电子隧穿通过离散能级在铁磁钴颗粒直径小于4纳米，使用非磁性电极。由于磁各向异性，每个隧穿共振的能量随着施加的磁场旋转粒子的磁矩而移动。我们看到了自旋增加和减少的隧穿跃迁，但我们没有观察到自旋简并在小磁场以前看到在非磁性材料。隧道光谱比预测的独立电子，可能是由于自旋波激发密度。
1999-09-27 cond-mat.mes-hall
Electron-magnon coupling and nonlinear tunneling transport in magnetic nanoparticles
我们提出了一个理论的单电子隧穿输运通过铁磁纳米粒子中的粒子空穴激发耦合到自旋集体模式。用于描述准粒子和集体激发之间相互作用的模型捕捉到了最近微观研究的显著特征。我们的非线性量子输运的弱耦合到外部电极的制度的分析是基于纳米粒子多体状态的非平衡占据概率的速率方程形式主义。对于强电子-玻色子耦合，我们发现，作为偏置电压的函数的隧穿电导的特征在于由一个大的和密集的共振集。它们在大磁场范围内的磁场依赖性是线性的，具有相同符号的斜率。这两个特点是在最近的隧道实验。
2007-01-23 cond-mat.mes-hall
Size-Induced High Electrocaloric Response of Dense Ferroelectric Nanocomposites
本研究通过Landau-Ginzburg-Devonshire方法和有效介质模型预测尺寸效应与Vegard应力协同作用可显著增强BaTiO3纳米颗粒电卡冷却，并实验验证了致密无铅铁电纳米复合材料具有高可调性和易控性，在电子元件冷却方面前景广阔。
2023-09-18 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Magnetic Nanoparticle Assemblies
本章介绍了与纳米粒子组装体中磁滞现象相关的基本物理思想和模型。讨论了单畴粒子和超顺磁性的概念。在简单的分析模型的框架内，分析了相干旋转的磁化机制和温度在磁化强度逐渐衰减中的作用。现代数值技术（蒙特卡罗模拟，磁化动力学）用于研究致密的纳米粒子组装。概述了用于测量纳米颗粒组装体中磁滞效应的最常见的实验技术，并揭示了其基本原理。
2010-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Crossover From Individual to Collective Magnetism in Dense Nanoparticle Systems: Local Anisotropy Versus Dipolar Interactions
本研究通过调控钴掺杂改变纳米颗粒各向异性，发现偶极相互作用与各向异性能的比值阈值约为130时发生个体到集体磁性交叉，并给出可预测行为的参数比值1.7。
2024-02-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Simultaneous individual and dipolar collective properties in binary assemblies of magnetic nanoparticles
基于磁性纳米颗粒聚集体的应用正变得越来越广泛，从热疗到磁纪录。然而，尽管有些用途需要集体行为，其他用途需要更像个人的反应，但导致这些行为的条件仍然知之甚少。在这里，我们使用纳米尺度均匀的二进制随机致密混合物与不同比例的氧化物磁性纳米粒子与低$/$高各向异性作为一个有价值的工具，探索从个人到集体行为的交叉。在两个系列的二元致密体中研究了两种不同的各向异性情况：M1，包括磁赤铁矿不同尺寸的（$γ$ -Fe $_2$ O $_3$）纳米颗粒（9.0 nm $/$ 11.5 nm），它们的各向异性能和M2之间几乎没有2倍，混合等尺寸的纯磁赤铁矿（低各向异性）和Co掺杂的磁赤铁矿（高各向异性）纳米颗粒，其具有大的各向异性能差异（比率$>$ 8）。有趣的是，虽然M1系列表现出典型的强耦合偶极系统的集体行为，但M2系列呈现出更复杂的场景，其中不同的磁性类似于“个人”或“集体”，关键是强调集体性质必须归因于特定的性质，而不是整个系统。两个系列之间的强烈差异，提供了新的见解（系统地通过模拟批准）偶极相互作用，局部各向异性和样品异质性之间的微妙相互作用，以确定磁性纳米粒子的致密组件的行为。
2019-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Radiative heat transfer between metallic nanoparticle clusters in both near field and far field
微-纳米体系在热科学与技术中有着广泛的应用。在稠密颗粒系统中，颗粒间距可能小于特征热波长，近场效应将显著，成为影响系统热辐射传递的关键因素。在这项研究中，两个金属纳米粒子团簇之间的辐射传热（RHT）进行了探索，使用多体辐射传热理论实现的耦合电和磁偶极子（CEMD）的方法，有效地考虑到金属纳米粒子的磁极化对热交换的贡献。重点分析了磁极化和多体相互作用对RHT的影响。分析了团簇的分形维数和相对取向对团簇结构的影响。结果表明，磁极化涡流焦耳耗散的贡献占主导地位的银纳米粒子团簇之间的RHT。如果只考虑电极化的强度（EP方法），与CEMD方法相比，在近场和远场区域的热导率将被低估。在室温下，MBI对Ag纳米颗粒团簇之间的RHT的影响不明显，这与SiC纳米颗粒团簇有很大不同。对于后者，MBI倾向于显著抑制RHT。对于具有花边结构的团簇，当团簇间距在近场时，相对取向对团簇的辐射热流有显著影响。而在远场，相对方位和分维对辐射热流的影响都很小。这一工作将有助于对稠密颗粒体系热输运的理解。
2019-01-27 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
The Magnetic Susceptibility of Non-Interacting Nanoparticles
我们已经计算了低场磁化率$χ$的系统组成的非相互作用的单分散纳米粒子使用经典的统计方法。该模型利用了这样的假设，即所有纳米颗粒的对称轴相对于外部磁场以一定角度$ψ$对齐和取向。得到了在阻断温度以上磁化率$χ(T)$随温度变化的解析表达式。导出的表达式是居里定律的各向异性磁性粒子的情况下的推广。我们表明，归一化的磁化率是一个通用的函数的温度比各向异性常数为每个角度$ψ$。在易磁化轴垂直于磁场的情况下，磁化率有一个最大值。最大温度允许确定各向异性能。
2001-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hydrophobic-hydrophilic interactions drive rapid nanoparticle assembly
纳米粒子独特的物理和光学性质使其可靠和快速的组装成为纳米技术的重要目标。为此，许多相互竞争的驱动力已经成为控制自组装的目标，尽管可靠性和效率问题表明纳米尺度上的界面尚未完全理解。在这封信中，我们报告的第一次，从化学纳米图案化的疏水表面和相邻的亲水性区域（Janus接口）之间的界面的水介质的流动可以有效地用于快速纳米粒子组装与单个纳米粒子的分辨率。我们发现，从这个Janus接口的水分子的去湿驱动组装的纳米粒子从静电稳定的纳米粒子胶体到疏水区域，加快通过消除任何水合屏障所施加的润湿界面之间的粘附阻力，使得纳米粒子组装在一分钟内实现。我们称这种可控纳米粒子组装的方法为Janus界面纳米粒子组装- JINA。然后，我们证明了通过pH值切换控制这种机制，并证明了其有效性的制造快速创建单纳米粒子网站和单颗粒宽线，同时密集涂层宏观尺度的功能。这种组装方法不仅在纳米制造中具有深远的影响，而且这种机制的不可预见性也挑战了许多关于纳米粒子自组装界面相互作用的普遍假设。
2017-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.app-ph
Manipulating Magnetization of a Nanomagnet by Surface Acoustic Waves: Spin-Rotation Mechanism
我们表明，嵌入在固体表面的纳米颗粒的磁矩可以切换由表面声波（SAW）在GHz的频率范围内通过一个通用的机制，不依赖于颗粒的结构和衬底的结构。它是基于表面声波引起的表面剪切变形在纳米颗粒坐标系中产生有效的交流磁场。磁化反转经由受控可变频率的表面声子的连续吸收而发生。我们推导出这个过程中的解析方程，并在实际参数范围内数值求解。
2016-01-26 cond-mat.mes-hall
Effects of bond disorder and surface amorphization on optical phonon lifetimes and Raman peak shape in crystalline nanoparticles
从解析和数值两个方面研究了纳米粒子中的光学声子与原子间键的随机性。对于弱稀无序两个定性不同的制度，观察到分离和重叠的水平，类似的情况下，随机原子质量的调查。在更强和/或更密集的无序下，颗粒变得基本上不均匀，从而构成描述非晶相的极小模型，其中振动模式的图像变得更微妙。我们在这里集中在实验相关的情况下，位于粒子表面附近的强无序，并制定核壳模型，旨在描述粒子表面非晶化的普遍现象。我们观察到一种特殊的效应，体积光学声子“排斥”从无序壳层。它导致拉曼光谱的形式是来自纯粒子核的量子化模式的窄的良好分辨的峰（由于其有效的较小尺寸而红移）和来自主要位于主拉曼峰右侧的无序壳的噪声背景信号的组合。
2021-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear generation of quantum-entangled photons from high-Q states in dielectric nanoparticles
我们发展了亚波长介质粒子自发参量下转换非线性产生纠缠光子的多极理论。我们表明，光激发与高品质的超腔模式的砷化铝镓（AlGaAs）纳米盘共振导致强烈增强的纠缠光子对产生与电和磁偶极子模式。我们严格的数值计算结果证实了一个分析模型，普遍描述形成的高$Q$共振态和暗态由于父多极子，即磁偶极子和磁八极子的干扰和相互作用。我们的发现和描述可以指导量子和非线性纳米光子学的应用。
2018-08-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
High Conductance Ratio in Molecular Optical Switching of Functionalized Nanoparticle Self-Assembled Nanodevices
自组装功能化纳米颗粒是许多潜在应用的焦点，特别是用于分子尺度电子器件。在这里，我们进行实验的10 nm的金纳米粒子（NP），功能化的偶氮苯-联噻吩（AzBT）分子的致密层的自组装，目的是建立一个具有忆阻特性的光开关设备。我们制作的平面纳米器件由NP自组装网络（NPSAN）接触由30至100 nm的电极间间隙隔开的纳米电极。我们证明了光诱导的可逆开关的电导在这些AzBT NPSAN的记录开/关电导比高达620，平均值约为。30，85%的设备具有10以上的比率。分子动力学模拟的结构和动力学的分子单分子层之间的界面化学吸附在纳米颗粒表面进行，并与实验结果进行比较。接触界面的性质被证明是强烈相关的分子构象，在AzBT分子的情况下，可以可逆地切换之间的顺式和反式形式通过明确定义的波长的光照射。分子动力学模拟提供了一个微观解释的实验观察到的两种异构体之间的开/关电流比的减少，相比，在平坦的自组装单分子层上进行的实验进行了导电cAFM针尖接触。
2015-09-13 cond-mat.mes-hall
Application of magnetosomes in magnetic hyperthermia
磁小体，即由趋磁细菌在自然界中合成的纳米颗粒，非常有希望用于癌症治疗的磁热疗。使用随机Landau-Lifshitz方程的解决方案，我们计算特定的吸收率在一个交变的磁场的磁小体链组件取决于颗粒的大小，在链中的颗粒之间的距离，和所施加的磁场相对于链轴的角度。比吸收率对链颗粒之间距离的依赖性表现为具有明显最大值的钟形形式。最大比吸收率仅微弱地依赖于纳米颗粒的直径和链的长度。然而，由于不同链的纳米颗粒之间的强磁偶极相互作用，在致密链组装中发生比吸收率的显著降低。
2020-06-02 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Self-aligned multilayered nitrogen vacancy diamond nanoparticles for high spatial resolution magnetometry of microelectronic currents
本文提出一种自对准多层氮空位金刚石纳米颗粒技术，通过层间NV中心取向对准实现微电子电流的高空间分辨率磁测量，并验证其对微线磁偶极子的ODMR检测能力。
2025-02-09 cond-mat.mes-hall physics.ins-det
Solute particle near a nanopore: influence of size and surface properties on the solvent-mediated forces
纳米级孔用于各种系统中以吸引纳米颗粒。一般来说，这种行为是两种类型的相互作用的结果：材料特异性亲和力和溶剂介导的影响，也称为耗尽力。后者更通用，但理解起来也更复杂，因为它需要对纳米粒子和溶剂进行建模。在这里，我们采用经典的密度泛函理论，以确定作为其疏水性和其大小的函数的纳米孔附近的纳米粒子上的作用力。一个简单的毛细管模型被构造来预测各种表面性质的耗尽力。对于纳米级孔，复杂性来自于特定的几何形状和疏水孔不一定充满液体的事实。考虑到所有这些影响，包括静电效应，我们建立了一个相图描述的入口和拒绝的纳米粒子从孔。
2018-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Numerical analysis of Pickering emulsion stability: insights from ABMD simulations
在绝热偏置分子动力学框架下，采用耗散粒子动力学方法，在介观水平上研究了Pickering乳液的稳定性问题。我们考虑了两个球形水滴在癸烷溶剂中合并过程的早期阶段。液滴由具有不同三相接触角的不同形状（球形和椭球形）的Janus纳米颗粒稳定。考虑到液滴上足够致密的颗粒层，我们表明，稳定机制强烈依赖于碰撞速度。这与界面区域的流变学所支配的聚结机制是一致的。当系统被迫聚结足够慢，我们调查在介观水平上的纳米粒子的能力，以稳定皮克林乳液是由纳米粒子的流动性和相关的笼效应的歧视。这些性质都与颗粒间的相互作用和接近界面间液膜中的流体动力学阻力有关。
2016-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Super-resolution diamond magnetic microscopy of superparamagnetic nanoparticles
本文提出一种基于NV色心电荷态光控与环形光束超分辨磁共振谱的纳米磁显微方法，实现约100 nm分辨率，成功分辨间距约190 nm的30 nm铁氧化物纳米颗粒磁偶极特征，且灵敏度显著优于共聚焦方法。
2023-10-09 cond-mat.mes-hall physics.bio-ph physics.ins-det
Lifetimes of Confined Optical Phonons and the Shape of a Raman Peak in Disordered Nanoparticles: II. Numerical Treatment
数值研究了非极性晶体纳米颗粒中无序诱导的光学振动本征模展宽。以前用于治疗声子在无缺陷的粒子的方法进行调整，无序问题的数值评估。在广泛的杂质浓度和无序强度的形式，高斯和二元障碍以及表面的不规则性的缺陷进行了彻底的研究。对于稀的和弱的点状杂质，得到了声子能级分离和重叠的区域，证实了理论预测的线宽行为，交叉尺度落在几纳米的实际范围内。这些概念也适用于强稀杂质。政权和理论预测的交叉检查和识别，并讨论微小的差异。这里仅举几例：对于弱无序，线宽随声子量子数的增加比理论上慢，而对于强稀无序，共振展宽只有理论和数值之间的定性一致。数值计算发现的新现象是：“介观涂抹”的分布函数在合奏相同的无序粒子，拐点的线宽依赖于杂质浓度的轻“密集”的二元杂质，和位置依赖的能力强杂质赶上声子。结果表明，表面不规则性对声子谱线宽度的贡献小于体积无序性，并且它们的衰减速率随颗粒尺寸的增大而加快。本文的研究结果也适用于量子点和短量子线。
2020-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Many-body interaction on near-field radiative heat transfer between two nanoparticles caused by proximate particle ensembles
本研究探讨了邻近粒子集合（链、平面、光栅）引起的多体相互作用对两个纳米粒子间近场辐射热传递的影响，发现随邻近粒子尺寸增大，该作用由抑制转为增强，且扭转集合时传递随角度平滑变化，深化了对致密粒子系统NFRHT的理解。
2023-12-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Mesoscale self-organization of polydisperse magnetic nanoparticles at the water surface
本研究利用多种原位表征技术，揭示了多分散氧化铁纳米颗粒在水表面Langmuir膜中通过尺寸分离形成六方晶格介晶的自组织过程，并分析了其磁化分布。
2024-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
