Field-controlled domain wall pinning-depinning effects in ferromagnetic nanowire-nanoparticles system
我们代表的微磁学建模和实验磁力显微镜调查的结果畴壁（DW）钉扎-脱钉的铁磁纳米线（NW）和两个铁磁纳米粒子（NP）的混合系统组成的影响。结果表明，包括在一端具有DW成核球的NW和两个NP栅极的特殊NW-NP配置使得能够基于NP子系统中的磁化切换实现受控DW钉扎-脱钉扎。提出了外驱动场操纵和独立NP切换的算法，该算法允许开发一种新型的磁逻辑单元。
2011-12-20 cond-mat.mes-hall
Spin-Noise and Damping in Individual Metallic Ferromagnetic Nanoparticles
我们介绍了一个高度敏感和相对简单的技术来观察单个镍纳米粒子的磁化运动，在毫开尔文温度下的电子隧穿电荷传感的基础上。通过纳米粒子的顺序电子隧穿驱动非平衡磁化动力学，这引起了我们实时测量的有效电荷噪声。在自由自旋扩散区，电子和磁化强度处于细致平衡状态，我们观察到磁阻尼时间随磁场的变化呈现出一个峰值，其最长阻尼时间为$\simeq 10$ ~ ms。
2017-11-14 cond-mat.mes-hall
Rotational properties of ferromagnetic nanoparticles driven by a precessing magnetic field in a viscous fluid
研究了旋进磁场中铁磁纳米粒子的确定性和随机旋转动力学。我们的方法是基于系统的有效朗之万方程和相应的福克-普朗克方程。旋转动力学的两个关键特性，纳米粒子的平均角频率和它们的平均磁化强度，是我们感兴趣的。使用Langevin和Fokker-Planck方程，我们计算分析和数值计算这些特性的确定性和随机的情况下，确定它们对模型参数的依赖性，并详细分析了热涨落的作用。
2015-08-23 cond-mat.mes-hall
Controlled domain wall pinning in ferromagnetic nanowire by nanoparticles stray fields
我们报告的结果控制畴壁（DW）钉扎在铁磁纳米线（NW）的杂散磁场的两个均匀磁化的铁磁纳米粒子（NP）放置在NW的两侧和细长的平行于NW轴的实验调查。我们表明，通过磁力显微镜测量DW钉扎强度基本上取决于相对于NW磁化的NP磁矩的取向，可以达到20 mT。我们还进行了微磁模拟确认的静磁相互作用的DW与NP杂散场的钉扎强度的影响。讨论了具有可切换逻辑功能的逻辑单元的可能实现。
2015-04-22 cond-mat.mes-hall
Eddy current effects in the magnetization dynamics of ferromagnetic metal nanoparticles
基于Landau-Lifshitz-Gilbert（LLG）方程组和麦克斯韦方程组的耦合系统，建立了描述铁磁金属纳米颗粒磁化动力学的解析模型.通过在准静态近似下求解麦克斯韦方程组，并求出涡流的磁场，我们推导出了完全考虑电导率影响的闭合磁化LLG方程。我们分析了金属和介电纳米粒子的LLG方程之间的差异，并表明这些效应会强烈影响磁化动力学。作为一个例子说明涡流的重要性，考虑的现象，旋进切换的磁化。
2014-07-28 cond-mat.mes-hall
Elementary Excitations of Ferromagnetic Metal Nanoparticles
我们提出了一个过渡金属铁磁体纳米粒子中的基元自旋激发理论，该理论实现了集体和准粒子物理的统一和一致的量子描述。该理论首先认识到自旋-轨道相互作用在确定集体激发谱中铁磁共振的能量及其与低能粒子-空穴激发的耦合强度方面所起的重要作用。我们认为，朗道阻尼铁磁共振和纯态集体磁激发之间的交叉发生的原子数在典型的过渡金属铁磁纳米粒子下降到约$10^4$以下，约在单粒子能级间距，$δ$，变得大于，$\sqrtα E_{\rm res}$，其中$E_{\rm res}$是铁磁共振频率和$α$是吉尔伯特阻尼参数。我们说明我们的想法，通过研究半现实的模型哈密顿量，我们解决了含有几百个原子的纳米粒子的数值属性。对于小的纳米粒子，我们发现一个孤立的铁磁共振集体模式低于最低的粒子-空穴激发能，在$E_{\rm res} \approx 0.1$ meV。这种纯激发的谱权几乎耗尽了横向动力学磁化率谱权。当$δ$接近$\sqrtα E_{\rm res}$时，铁磁集体激发更有可能与离散的粒子-空穴激发强烈耦合。在这种情况下，两种激励类型之间的区别变得模糊。我们讨论的意义，这张照片的解释最近的单电子隧穿实验。
2003-04-18 cond-mat.mes-hall
Anisotropy in Ferromagnetic Nanoparticles: Level-to-Level Fluctuations of a Collective Effect
我们计算了铁磁纳米颗粒的磁各向异性的介观涨落。一个微观自旋轨道哈密顿量被认为是一个更强的交换相互作用的扰动首先产生一个明确的各向异性张量的表达。然后，假设一个简单的随机矩阵模型的自旋轨道耦合允许我们描述这样的张量的波动。在单轴各向异性的情况下，我们计算的各向异性常数的分布为一个给定的电子数，其变化时，增加这个数字由一。后者的大小足以解释实验数据。
2005-11-30 cond-mat.mes-hall
Ferromagnetic order in dipolar systems with anisotropy: application to magnetic nanoparticle supracrystals
单畴磁性纳米颗粒（MNP）除了磁晶能量外还通过偶极相互作用（DDI）相互作用，根据底层结构和组装的有序度，可以呈现低温铁磁（SFM）或自旋玻璃（SSG）相。我们研究，从蒙特卡罗模拟的框架内的有效的一个自旋或macrospin模型，单域MNP固定在一个完美的晶格与fcc对称和随机分布的易轴的网站上的单分散组装的情况。我们限制自己的情况下，一个低的各向异性，即发病的偶极长程铁磁（FM）相的消失，在各向异性的情况下，由于后者引入的无序。
2018-10-10 cond-mat.mes-hall
Stochastic dynamics of magnetization in a ferromagnetic nanoparticle out of equilibrium
我们考虑一个小的金属粒子（量子点）的铁磁性作为斯通纳不稳定性的结果出现。当粒子连接到电极时，粒子和电极之间的电子交换导致粒子磁化方向的温度和偏压驱动的布朗运动。在一定的条件下，这种布朗运动可以用随机Landau-Lifshitz-Gilbert方程来描述。作为其应用的一个例子，我们计算的频率依赖的磁化率的粒子在一个恒定的外部磁场，这是相关的铁磁共振测量。
2008-09-16 cond-mat.mes-hall
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
Narrow autoresonant magnetization structures in finite length ferromagnetic nanoparticles
在Landau-Lifshitz-Gilbert模型下，提出并分析了有限长易轴铁磁纳米颗粒中大振幅均匀旋进磁化结构的自谐振激励和控制方法.这些结构通过使用空间上均匀的、振荡的、啁啾频率的磁场来激励，而局部化通过边界条件来施加。激励要求驱动振荡的幅度超过阈值。讨论了耗散效应对阈值的影响。自谐振驱动有效地补偿了耗散的影响，但降低了激励结构的最大振幅。完全非线性本地化的自共振解决方案中示出的模拟和描述通过一个模拟的准粒子在一个有效的潜力。这些溶液的旋进频率连续锁定在驱动器的旋进频率上，而当纳米颗粒的长度和激发溶液的振幅增加时，空间磁化强度分布接近孤立子极限。
2019-09-09 cond-mat.mes-hall
Induced magnetization and power loss for a periodically driven system of ferromagnetic nanoparticles with randomly oriented easy axes
我们研究了椭圆极化磁场对非相互作用的单畴铁磁纳米颗粒系统的影响，其特征在于易轴方向的均匀分布。我们的主要目标是确定该系统的平均磁化强度和其中的功率损耗。为了解析计算这些量，我们建立了Landau-Lifshitz-Gilbert（LLG）方程的一般微扰理论，并找到了其稳态解。小磁场振幅。在此基础上，我们推导出平均磁化强度和功率损耗的二阶表达式，研究它们对磁场频率的依赖关系，并分析了LLG方程的非线性性质所导致的次谐波共振的作用。对于任意振幅，这些量的频率依赖性从该方程的数值解获得。不同制度的规则和混沌动力学的磁化，这可以通过改变磁场频率在纳米粒子中诱导之间的过渡的影响，详细检查。
2016-06-22 cond-mat.mes-hall
Enhancing the Capture of Magnetic Nanoparticles Inside of Ferromagnetic Nanostructures Using External Magnetic Fields
本研究通过模拟与实验探究外磁场方向对铁磁反点/点纳米结构捕获130nm磁性纳米颗粒的影响，发现平行表面磁场可显著提升内部捕获效率，垂直磁场则降低效率并使颗粒聚集于结构边缘。
2023-08-23 cond-mat.mes-hall
Synthesis and characterization of ferromagnetic cobalt nanospheres, nanodiscs and nanocubes
本文报道了在不同表面活性剂存在下，通过羰基钴的快速热解合成不同形状和尺寸的钴纳米颗粒。反应条件如表面活性剂的种类、表面活性剂与前驱体的摩尔比、回流温度和反应时间等均影响纳米粒子的尺寸和形状。我们已经实现的形状包括球形，近球形，圆盘和立方体。线性胺的存在下产生纳米盘，它们自发地自组装成长带。研究了形状各向异性对磁性纳米粒子的影响。粒径为14.5nm的球形纳米粒子在低温下表现出强铁磁性，在室温下表现出超顺磁性。另一方面，边长为45 nm的立方纳米颗粒在T = 10 K时表现出可忽略的矫顽场，而在T = 300 K以上表现出铁磁性。将钴纳米球氧化生长不同厚度的钴氧化物壳层，研究交换偏置效应。在氧化钴纳米球中观察到明显的交换偏置和强烈的温度依赖性磁化。
2009-08-05 cond-mat.mes-hall
Spin-dependent tunneling and Coulomb blockade in ferromagnetic nanoparticles
本文综述了含铁磁纳米粒子系统中自旋相关隧穿现象的研究。我们讨论了组装纳米粒子的制备方法以及自旋相关输运性质的机制和结果。这篇综述的重点是特征自旋相关的隧穿现象，如增强隧道磁电阻（TMR），由于在库仑阻塞制度和隧道磁电阻的符号变化，由于在纳米粒子的自旋积累。
2007-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Frequency-based nanoparticle sensing over large field ranges using the ferromagnetic resonances of a magnetic nanodisc
使用有限元微磁学模拟，我们研究了如何在薄磁盘垂直各向异性的静磁耦合到磁性纳米粒子的影响，共振磁化动力学。我们确定共振模式内的光盘使用直接磁本征模计算和研究它们的频率和配置文件是如何改变的纳米粒子的杂散磁场。我们证明，粒子可以产生的位移超过最近研究的自旋扭矩振荡器设备的共振线宽的光盘的基本模式的共振频率。重要的是，它表明，模拟的移位可以保持在大的字段范围内（这里高达1T）。这是因为共振动力学（此处纳米颗粒检测的基础）直接响应于纳米颗粒杂散场，即检测不依赖于纳米颗粒引起的对盘的磁基态的改变。这样做的结果是，在小的光盘粒子分离的情况下，对粒子的灵敏度是高度模式和粒子位置相关的，当强烈的杂散场直接位于粒子下方时，频率偏移最大化，可以作用于大部分正在经历高振幅进动的光盘自旋。
2016-07-31 cond-mat.mes-hall
Nonequilibrium excitations in Ferromagnetic Nanoparticles
在最近对单个铁磁Co纳米颗粒隧穿传输的测量中，Deshmukh、Guéron、Ralph等人的\cite{mandar,gueron}（DGR）观察到了具有离散共振的隧穿谱，其间距远小于人们从朴素的独立电子估计中预期的间距。在以前的出版物，\cite{prl_kleff}，我们已经提出，这是一个非平衡激发的后果，并提出了一个"极小模型“的铁磁性纳米颗粒与离散的激发光谱作为分析实验数据的框架。在本文中，我们提供了一个详细的分析这个模型的属性：我们描绘的多体电子态时，必须考虑构建隧道谱，讨论各种非平衡的情况下，并比较他们的结果与实验数据的参考文献。\cite{mandar,gueron}。我们表明，非平衡自旋和单粒子激发的组合可以占大多数观察到的功能，特别是丰富的共振，共振间距和塞曼分裂的情况下。
2001-10-17 cond-mat.mes-hall
Energy dissipation in single-domain ferromagnetic nanoparticles: Dynamical approach
我们研究了在交变磁场驱动下单畴铁磁纳米颗粒的能量耗散现象。我们的兴趣集中在由Landau-Lifshitz-Gilbert方程引起的功率损耗上，该方程描述了纳米颗粒磁矩的进动运动。我们确定的功率损耗作为场的振幅和频率的函数，并分析其依赖于不同制度的强制旋进引起的圆和线偏振磁场。最大化的纳米粒子加热的条件进行了分析。
2015-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Ferromagnetic Behavior of High Purity ZnO nanoparticles
采用化学法在水溶液中低温制备了具有纤锌矿结构的ZnO纳米粒子。纳米颗粒在约10至30 nm的范围内。从2K到室温及更高温度观察到铁磁性质。测定了磁化强度与温度、M（T）和等温测量M（H）的关系。矫顽场清楚地显示出室温以上的铁磁性。化学合成、与氧空位有关的体相结构缺陷是影响磁行为的主要因素。PACS编号：61.46.Hk纳米晶体，75.50.Pp磁性半导体，81.05.Dz II-VI半导体
2010-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Evidence of Ferrimagnetism in Ferromagnetic La0_{67}Ca0_{33}MnO_3 nanoparticle
本报告致力于表明，铁磁La 0.67Ca 0.33MnO 3（LCMN）颗粒可以更好地描述在亚铁磁模型的框架。为了确认铁磁LCMN颗粒中的亚铁磁特征，将样品顺磁状态下磁化率倒数的温度依赖性作为数据分析的工具。所观察到的亚铁磁性被理解为LCMN颗粒中的核-壳自旋结构的影响。
2010-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
External magnetic fields enhance capture of magnetic nanoparticles flowing through molded microfluidic channels by ferromagnetic nanostructures
本研究探究微流控环境下四种几何构型的坡莫合金反点纳米结构对磁性纳米颗粒的捕获效率，发现施加外静磁场可显著提升捕获效率，其中平行于薄膜平面的磁场下圆形反点捕获效率最高，证实了磁场和结构构型的关键作用。
2023-08-28 cond-mat.mes-hall
Stability of magnetic nanoparticles inside ferromagnetic nanotubes
在过去的几年里，磁性纳米颗粒的封装受到了极大的关注。在这项工作中，我们研究了磁性纳米管内的小磁性颗粒的稳定性。测试多段纳米管以优化纳米管内颗粒的稳定性。我们的研究结果表明，多段纳米管更有效地捕获温度高达数百K的颗粒。
2011-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Superconductivity controlled by the magnetic state of ferromagnetic nanoparticles
提出了一种新型的超导/铁磁粒子混合结构。用高分辨电子束光刻技术在重叠边型约瑟夫森结和窄Nb微桥上制备了Co亚微米粒子阵列，观察到粒子的磁状态与这些结构的场依赖临界值$I_c(H)$之间存在很强的依赖关系。
2004-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Unraveling nanoscale magnetic ordering in Fe3O4 nanoparticle assemblies via x-rays
理解磁性纳米颗粒之间的相关性对于纳米技术非常重要，例如高密度磁纪录和生物医学应用，其中功能化磁性颗粒用作造影剂和药物输送。控制单个粒子的磁状态的能力取决于对粒子组装时的磁相关性的良好了解。无法通过标准的磁力测量技术，纳米级的磁性有序的Fe3O4纳米粒子的自组装在这里通过X射线共振磁散射（XRMS）揭示。在整个磁化过程中测量，XRMS信号揭示了大小依赖的粒子间磁相关性。较小（5 nm）的颗粒显示出很小的磁相关性，即使当紧密堆积时，在没有外场的情况下也会产生大部分磁无序，这是超顺磁性行为的特征。相比之下，较大的（11纳米）粒子往往是强相关的，产生混合的磁性秩序，包括铁磁和反铁磁秩序。这些强的磁关联即使在粒子稀疏分布时也存在。
2020-07-17 cond-mat.mes-hall
Quantifying the complex permittivity and permeability of magnetic nanoparticles
超顺磁性氧化铁纳米颗粒的复介电常数和磁导率已经使用具有静态磁场的圆形波导组件来量化，以对齐纳米颗粒的磁化。测量的高灵敏度提供了纳米颗粒的精确共振特征。在铁磁共振（FMR）附近的复磁导率与通过常规磁力测量法测量的纳米颗粒的磁化强度一致。一个严格的和自洽的测量纳米粒子的复介电常数和磁导率是至关重要的，以准确地确定介电行为以及纳米粒子磁化的频率响应，必要的成分时，设计和优化磁性纳米粒子的生物医学应用。
2015-04-06 cond-mat.mes-hall
Electron magnetic resonance in magnetic nanoparticles: dependence on the particle size and applicability of the modified giant spin model
超顺磁性纳米粒子包含成百上千的耦合电子自旋之间的经典和量子行为的边界，并表现出典型的顺磁性自旋和宏观铁磁系统中不存在的功能。为了更好地理解随着系统尺寸的增加，磁化动力学从量子到经典行为的演变，我们研究了氧化铁纳米颗粒悬浮液中的电子磁共振信号作为颗粒尺寸的函数。实验数据进行了比较的基础上的巨自旋方法的数值模拟。
2016-05-04 cond-mat.mes-hall
Magnetization Dynamics in 1D Chains of Ferromagnetic Nanoparticles Coupled with Dipolar Interactions: Blocking Temperature
到目前为止，还没有明确的实验分析，可以确定是否偶极-偶极相互作用提高或降低纳米粒子组件的阻断温度$T_{B}$。样品似乎在问题中起着核心作用，因此，它们的几何形状很可能是这个问题的关键因素。然而，在以前的工作中，Jönsson和Garcia-Palacios确实在弱相互作用极限和不存在外部DC场的情况下从理论上研究了这个问题。基于对称性的论点，他们得出结论，弛豫速率的变化是单调的。在存在外部磁场的情况下，我们表明，这些参数可能不再持有依赖于实验几何。因此，本文的目的是评估的变化$T_{B}$的模型系统组成的铁磁纳米颗粒链耦合与长程偶极相互作用与两种不同的几何形状。而不是解决一个定量分析，我们专注于定性变化的$T_{B}$作为一个功能的粒子间的距离a和外场$h$。研究了以下两种情况：在纵向直流场中具有纵向轴向各向异性的线性链和在横向场中具有纵向轴向各向异性的线性链。
2019-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic nanoparticle traveling in external magnetic field
假设了一组描述自由磁性纳米颗粒在真空中的外部磁场中或在具有可忽略的小摩擦力的介质中的运动的方程。明确考虑了总粒子动量的守恒，即纳米粒子的机械动量和总自旋动量的总和。结果表明，对于均匀磁场中的纳米粒子运动，单位磁化强度矢量和平行于粒子易各向异性轴的指向矢有三种不同的进动模式。这些模式在旋进频率上有很大的不同。对于高频模式，指向矢近似沿外磁场指向，而单位磁化矢量进动的频率和特征弛豫时间接近于常规铁磁共振的相应值。另一方面，对于低频模式，单位磁化矢量和指向矢几乎是平行的，并且围绕外部磁场一致地旋转。低频模式的特征弛豫时间非常长。这意味着，在磁性纳米颗粒的罕见组装中，存在以与常规铁磁共振频率相比小得多的频率对交变磁场的能量进行额外共振吸收的可能性。考虑到单位磁化矢量和指向矢的进动，还考虑了非均匀外部磁场中真空中磁性纳米粒子束的散射。
2014-07-15 cond-mat.mes-hall
Modification of the Bloch law in ferromagnetic nanostructures
铁磁纳米结构中磁化强度的温度依赖性（例如，纳米颗粒或纳米团簇）通常通过布洛赫定律的经验扩展来分析，该布洛赫定律对于与观察到的数据的良好拟合足够灵活，并且指示与块状材料相比磁耦合的强烈软化。我们解析推导出一个微观广义的Bloch定律的海森堡自旋模型，考虑到大小，形状和各种表面边界条件的影响。结果建立了明确的连接到微观参数和显着不同，从现有的描述。特别是，我们用一个具体的例子表明，后者可能是误导和严重高估了纳米粒子的磁软化。很清楚为什么通常的$T^{3/2}$依赖性在某些纳米结构中似乎是有效的，而大的偏差是一般规律。我们证明，几何特性和耦合到环境的组合可以用来有效地控制磁化，特别是，达到高于在散装材料的磁化。
2014-04-01 cond-mat.mes-hall
Magnetic Anisotropy Variations and Non-Equilibrium Tunneling in a Cobalt Nanoparticle
我们提出了详细的测量的离散电子隧穿能级谱内纳米尺度的钴粒子作为磁场和栅极电压的函数，以这种方式探测单个量子多体本征态内的铁磁样品。观测到的能级之间的变化表明，一个粒子内的不同量子态受到不同的磁各向异性能的影响。栅极电压的研究表明，低能量的隧道谱显着影响的非平衡自旋激发的存在下。
2001-08-09 cond-mat.mes-hall
Shape-induced anisotropy in antiferromagnetic nanoparticles
高比例的表面原子大大增强了尺寸和形状对纳米颗粒的磁性和电子性质的影响。铁磁纳米颗粒中的形状效应被很好地理解，并且允许在生产期间设置和控制影响其磁各向异性的样品的参数。在本文中，我们研究的形状效应在其他广泛使用的磁性材料-反铁磁体，-具有极小或零宏观磁化。我们考虑到纳米颗粒的表面和体磁各向异性之间的差异，并表明有效的磁各向异性取决于其面的颗粒形状和晶体取向。相应的形状引起的贡献的磁各向异性能量是成比例的颗粒体积，依赖于磁致伸缩，并可以导致形成的平衡域结构。纳米颗粒表面的晶体取向决定了畴结构的类型。所提出的模型允许预测反铁磁纳米粒子的磁性取决于它们的形状和处理。
2013-08-15 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
Screening effect of a magnetically soft shell of single-domain ferromagnetic nanoparticles
该研究通过解析求解拉普拉斯方程和朗之万模型，揭示了磁软壳层对单畴铁磁核的屏蔽效应，表现为去磁因子、偶极矩和有效磁矩的减小，并导致高场下磁化不饱和及微分磁化率非零。
2025-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interplay between Exchange Interaction and Magnetic Shape Anisotropy of ferromagnetic nanoparticles in a non-magnetic matrix for rare-earth-free permanent magnets
本文通过数值模拟研究顺磁/非磁性基体中纳米铁磁内含物几何形状对磁能积的影响，明确各几何参数与磁性能的关系，为无稀土永磁体的制备提供理论支撑。
2024-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Controlling the Size of Nanoparticles Using a Magnetic Field: A Sphere Packing Approach
Khalifa University of Science and Technology（哈利法科技大学）；Institute of Physics, Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）
本文提出一种结合第一性原理热力学与球体堆积的分析框架，通过外部磁场控制纳米颗粒尺寸，在银纳米颗粒上验证了磁场降低成核势垒并驱动颗粒变小的机制。
2025-11-10 cond-mat.mes-hall
High temperature magnetic stabilization of cobalt nanoparticles by an antiferromagnetic proximity effect
热活化往往会破坏小磁性纳米颗粒的磁稳定性，在超高密度记录等应用中具有重要意义。在这里，我们证明了低阻断温度铁磁（FM）Co纳米粒子（TB<70 K）成为磁稳定高于400 K时，嵌入在一个高Néel温度反铁磁（AFM）NiO矩阵。这种显著的TB增强的起源是由于围绕Co纳米颗粒的薄CoO壳（具有低Néel温度TN;和高各向异性KAFM）与NiO基质（具有高TN但低KAFM）之间的磁邻近效应。这种邻近效应产生一个有效的原子力显微镜，具有明显的TN超过散装CoO，和增强的各向异性相比，NiO。反过来，通过核-壳交换偏置耦合，Co核FM矩对热波动是稳定的，导致观察到的TB增加。平均场计算提供了一个半定量的理解，这种磁接近稳定机制。
2015-07-13 cond-mat.mes-hall
Local ferromagnetic resonance measurements of mesoscopically patterned ferromagnets using deterministically placed nanodiamonds
金刚石中的氮空位中心最近被认为是邻位铁磁材料磁化动力学的有效传感器。我们展示了含氮空位纳米金刚石的亚100 nm的位置精度，并使用这些作为本地传感器，探测光学检测到的铁磁共振在介观图案化坡莫合金岛。这些测量揭示了这些结构上不同位置处的铁磁共振信号的变化，这些结构在图案化特征的边缘和主体中具有不同的行为。这些测试测量建立了一个容易实现的方法，在中尺度铁磁体的自旋动力学的空间有针对性的测量。原则上，该方法也可以扩展到纳米级铁磁体的局部研究，例如单个磁性纳米线和纳米颗粒。
2022-01-26 cond-mat.mes-hall
Structural and magnetic properties of Ni doped CeO2 nanoparticles
我们使用X射线衍射（XRD），高分辨率透射电子显微镜（HR-TEM），和直流磁化测量报告室温铁磁性Ni掺杂CeO 2纳米粒子。采用共沉淀法制备了Ce 1-xNixO 2（0.0 \leq x \leq 0.10）纳米粒子。XRD测量表明，所有样品均表现出具有立方结构的单相性质，并排除了任何第二相的存在。从XRD数据计算的晶格参数，应变和颗粒尺寸已被发现减少与Ni掺杂的增加。从HR-TEM图像测量的不同Ni掺杂样品的平面间距离表明，Ni离子取代CeO 2基质中的Ce离子。在室温下进行的磁化强度测量显示Ce 1-xNixO 2（0.0 \leq x \leq 0.10）纳米颗粒的弱铁磁行为。发现从磁滞回线计算的磁矩随着Ni掺杂增加到7%，然后随着进一步掺杂开始降低。
2011-01-28 cond-mat.mes-hall
Electromagnetic propulsion and separation by chirality of nanoparticles in liquids
介绍了一种利用手征性推进和分离悬浮在液体中的小铁磁颗粒的新机制。在直流均匀磁场H和交流均匀磁场H的作用下，电场具有相反手性的E异构体沿相反方向运动。这种机制可对一系列新兴技术产生重大影响。手征速度的分量是奇数的H被发现是成比例的磁化电子的固有轨道和自旋角动量。这种效应的出现是因为铁磁颗粒对所施加的扭矩的响应就像一个小陀螺仪。
2011-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
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
Spontaneous orbital magnetization of mesoscopic dipole dimers
金纳米粒子的集合体呈现出与大块金的弱抗磁性响应不一致的磁性行为。特别是，一个不寻常的铁磁秩序已经被几个实验所揭示。在这里，我们研究了传导电子的轨道磁性和粒子间偶极相互作用的综合作用是否可以导致磁有序。使用不同的模型系统的相互作用介观磁偶极子，连同微观描述的纳米粒子内的电子动力学，我们发现，一个自发的磁矩可能会出现在二聚体的金属纳米粒子时，后者的特点是由一个大的轨道顺磁磁化率。
2022-02-07 cond-mat.mes-hall
Ultralow mechanical damping with Meissner-levitated ferromagnetic microparticles
悬浮的纳米粒子和微粒是实现极端孤立的机械系统的优秀候选者，在传感应用和量子物理学中具有巨大的潜在影响。基于静态场的磁悬浮是一种特别有趣的方法，因为它具有完全被动和与低温兼容的独特特性。在这里，我们通过实验表明，微磁铁悬浮在I型超导体上，在低频和低温下具有非常低的阻尼。在我们的实验中，我们检测5的6刚体力学模式的悬浮铁磁微球，使用直流SQUID（超导量子干涉仪）与一个单一的拾波线圈。测得的频率与基于理想迈斯纳效应的有限元模拟一致。对于两个特定的模式，我们发现进一步的实质性协议与分析预测的基础上的图像方法。我们测量阻尼时间$τ$超过$10^4$ s和品质因数$Q$超过$10^7$，提高了$2-3$数量级以上，在以前的实验基于相同的原则。我们研究了除了气体碰撞之外的可能的剩余损耗机制，并认为通过进一步的努力和优化可以实现更长的阻尼时间。我们的研究结果开辟了超灵敏的磁力传感器的发展与潜在的应用磁力和重力，以及基础和量子物理。
2020-06-17 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Thermal Relaxation Rates of Magnetic Nanoparticles in the Presence of Magnetic Fields and Spin-Transfer Effects
我们已经测量了一个热不稳定的铁磁纳米粒子纳入磁性隧道结（MTJ）的弛豫时间作为施加的磁场，电压V（-0.38 V < V < +0.26 V），和温度（283 K< T< 363 K）的函数。通过分析一个修改后的Néel-Brown形式主义的框架内的结果，我们确定的纳米粒子的有效尝试时间，也在平面和平面外的自旋扭矩的偏置依赖性。由于面内扭矩和与电压成二次关系的“类场”扭矩的显著贡献，有效温度与电压存在显著的线性修改。这里提出的方法不需要复杂的器件加热或校准程序模型，而是直接测量温度、场和电压如何影响双态系统的能量分布和热波动。这些结果对未来纳米级磁性随机存取存储器元件的设计具有重要意义，并提供了一种简单的方法来确定其他MTJ器件结构中的这些参数。
2011-07-25 cond-mat.mes-hall
Inertial dynamics and equilibrium correlation functions of magnetization at short times
在惯性磁化动力学的情况下，利用矩量法分析了铁磁纳米颗粒磁化强度的平衡关联函数。该方法基于关联函数的泰勒级数展开和展开系数的估计。该方法大大降低了平衡关联函数分析的复杂性。解析表达式推导出的前三个系数的纵向和横向关联函数的单轴磁晶各向异性的铁磁纳米粒子与纵向磁场。考虑了外纵场很强和弱到可忽略的极限情况。讨论了惯性磁化动力学的戈登求和规则。此外，我们表明，有限解析级数可以作为一个简单的和令人满意的近似值的数值计算的关联函数在短时间内。
2023-03-17 cond-mat.mes-hall
Shape-dependent exchange bias effect in magnetic nanoparticles with core-shell morphology
我们研究了具有铁磁（FM）核-反铁磁（AF）壳形态的立方体和球形纳米颗粒的低温等温磁滞，以阐明交换偏置效应对颗粒形状和核-壳界面处结构缺陷的敏感性。我们使用一个经典的海森堡哈密顿量与单轴各向异性的磁结构模型和模拟的磁滞回线使用大都会蒙特卡罗算法。对于具有几何尖锐界面的纳米颗粒，我们发现立方体比相同尺寸的球体具有更高的介电常数和更低的交换偏置场。随着界面粗糙度的增加，特征场的形状依赖性逐渐衰减，最终，立方和球形颗粒之间的区别是失去了适度粗糙的界面。交换偏置场对界面微观结构细节的敏感性通过将偏置场与AF壳的净矩（Heb = bMAF + Ho）相关联的比例因子（b）来量化。立方颗粒表现出较低的灵敏度的净界面矩的分散值。
2015-08-07 cond-mat.mes-hall
Critical behavior of ferromagnetic pure and random diluted nanoparticles with competing interactions: variational and Monte Carlo approaches
在伊辛模型的框架下，研究了同时具有原子无序、稀释和竞争相互作用的纯铁磁纳米颗粒和金属纳米颗粒的磁性和临界行为.我们使用了基于Bogoliubov不等式的自由能变分原理和蒙特卡罗模拟。作为随机稀释的纳米颗粒的研究的情况下，我们已经考虑了Fe $_{0.5}$ Mn $_{0.1}$ Al $_{0.4}$合金，其特征在于表现出，在体条件下，低温再入自旋玻璃（RSG）的行为，并为实验和模拟结果是可用的。我们的研究结果可以得出结论，变分模型是成功的再现功能的颗粒尺寸依赖的居里温度为纯和随机稀释粒子。在这最后一种情况下，低温磁化减少是一致的，与相同类型的RSG行为观察到在散装根据在低场的Almeida-无磁线和线性依赖的冷冻温度与颗粒直径的倒数也得到。通过Bogoliubov计算相关长度临界指数得到值$ν=0.926\pm 0.004$，通过Monte Carlo计算得到值$ ν=0.71\pm 0.04$。这一事实表明，尽管热力学模型确实可以用于纳米结构的研究并且可以重现实验特征，但必须特别注意临界行为。从这两种方法中，$ν$指数与纯伊辛模型的差异与Harris和Fisher的论点一致。
2010-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Ferromagnetic resonance of coupled shifted chains of nano-elements
我们研究了由两条铁纳米颗粒链通过偶极相互作用耦合而成的磁性二聚体的铁磁共振特性。后者被视为超越点偶极子近似考虑到有限的尺寸和任意形状的纳米元件。计算的谐振频率作为施加的磁场的振幅的函数和计算的谐振场作为施加的磁场的方向的函数，变化的两个链的平面和垂直于it.We突出的临界值的磁场，这标志着一个状态的转变，应该是重要的磁纪录介质。
2016-06-08 cond-mat.mes-hall
Anisotropic magneto-Coulomb effect versus spin accumulation in a ferromagnetic single-electron device
我们研究了纳米自旋电子学单电子器件的磁输运特性。该设备由单个非磁性纳米物体（纳米尺寸的Al或Cu纳米粒子）连接到Co铁磁导线。与模拟的比较使我们能够将所观察到的磁阻归因于自旋累积或各向异性磁库仑效应（AMC），这两种效应具有非常不同的起源。这两种效应在类似样品中观察到的事实表明，库仑阻塞和磁阻行为的仔细分析是必要的，以区分它们在磁性单电子器件。作为进一步研究的工具，我们提出了一种简单的方法来根据自旋电子学器件的库仑阻塞I-V曲线确定自旋输运或AMC效应是否占主导地位。
2011-11-24 cond-mat.mes-hall
Matter-wave interferometry using a levitated magnetic nanoparticle
叠加原理是量子力学的奇异预言之一。尽管如此，它已被实验验证使用电子，光子，原子和分子。在这篇文章中，使用$20~$纳米悬浮铁磁FePt纳米粒子，一个奇特的全光自旋极化技术和物质波干涉，我们表明，可以创建一个介观空间薛定谔猫。此外，我们认为，离域波包之间的最大空间分离可以是$25~μm$，是显着大于对象本身。
2020-03-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dynamic response of a ferromagnetic nanofilament under rotating fields: effects of flexibility, thermal fluctuations and hydrodynamics
本文通过非平衡模拟研究柔性铁磁纳米细丝在旋转磁场下的响应，揭示柔性、热涨落和流体动力学相互作用各自独立拓宽同步频率响应范围，并分析了异步响应的概率性特征。
2024-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Tuning ferromagnetism and spin state in La$_{(1-x)}$$A_x$CoO$_3$ ($A=$ Sr, Ca) nanoparticles
我们利用X射线衍射、磁化率、等温磁化强度和光电子能谱研究了La $_{(1-x)}$ $A_x$ CoO $_3$（$A=$ Sr，Ca; $x=$ 0 - 0.2）纳米颗粒的结构、磁性和电子性质。室温粉末X射线衍射数据的Rietveld精修证实了单相和具有R $\bar{3}$ C空间群的菱形晶体结构。我们发现Sr/Ca取代（空穴掺杂）的磁性和自旋态发生了剧烈的变化。对于$x=$ 0样品，磁性测量显示在T $_{\rm C}$ $\approx$ 85 K处的铁磁转变，其随着空穴掺杂而显著地向更高的温度偏移;同时已经观察到自发磁矩的显著增加。而$x=$ 0、0.2（Sr）和0.2（Ca）样品的矫顽场H $_{\rm C}$值分别为7、4.4和13.2 kOe。此外，FC磁化表现出铁磁布里渊函数一样的行为在低温下的Ca样品。我们证明了Sr/Ca取代增加了IS（Co $^{3+}$）和LS（Co $^{4+}$）态的布居，并通过Co $^{3+}$ - Co $^{4+}$之间的双交换相互作用来调节纳米颗粒中的铁磁性。我们的研究结果表明，空穴载流子和纳米尺寸效应在控制La $_{(1-x)}$ $A_x$ CoO $_3$纳米粒子的自旋态和磁性中起着重要的作用。
2017-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multi-field nanoindentation apparatus for measuring local mechanical properties of materials in external magnetic and electric fields
多铁性材料的纳/微米尺度力学性能可以通过外加磁场或电场的耦合作用来控制。首次构建了一种模块化的多场纳米压痕装置，用于在静磁场/静电场中对材料进行测试。技术问题，如磁场/电场的应用和过程，以减少外部场和设备的其他部分之间的干扰，得到解决。对标定试件的测试表明了该装置的可行性。铁磁、铁电和磁电材料在有/无外场作用下的载荷-位移曲线揭示了小尺度的磁力和机电耦合，表现为Delta-E和Delta-H效应，即磁场/电场引起的表观弹性模量和压痕硬度的变化。
2013-06-24 cond-mat.mes-hall physics.ins-det
Size-dependent bistability in multiferroic nanoparticles
铁电有序和磁有序共存的多铁性材料大多表现出波长为几纳米的摆线反铁磁性。典型的例子是铁酸铋（BiFeO $_3$或BFO），这是一种室温多铁性材料，被认为可用于许多技术应用。虽然大多数应用需要小尺寸的纳米颗粒，但当它们的尺寸与摆线波长相当时，对这些材料的状态知之甚少。这项工作描述了一个微观理论的摆线磁性纳米粒子的基础上哈密顿计算。结果表明，靠近表面的磁各向异性对多铁性基态有很大的影响。对于某些纳米颗粒尺寸，铁磁和铁电磁矩的模量是可调的，这种效应可以用于设计可以电切换和磁读出的理想存储器位。
2019-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic particle hyperthermia: Power losses under circularly polarized field in anisotropic nanoparticles
利用确定性Landau-Lifshitz-Gilbert方程研究了旋转磁场驱动下单轴各向异性磁性纳米颗粒的磁化强度和比损耗功率的非线性动力学，推广了[P.F.德沙泰勒岛Nandori，J. Hakl，S. Meszaros和K. Vad，J. Phys.：康登斯Matter 21，124202（2009）]。相反，在单畴铁磁粒子的磁化反转的损失必须最小化的许多应用程序，在本文中，我们研究了用于癌症治疗的热疗，需要增强的能量损失的耗散机制。我们表明，对于圆极化场，每周期的损失能量减少的各向异性相比，各向同性的情况下，只考虑动力学效应。因此，在这种情况下，在低频极限下，对于各向同性纳米颗粒可以实现更好的加热效率。还讨论了热涨落的可能作用。所得结果与实验数据进行了比较。
2012-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
