Assembly-mediated Interplay of Dipolar Interactions and Surface Spin Disorder in Colloidal Maghemite Nanoclusters
通过基于高温多元醇的途径促进单晶、胶体磁赤铁矿纳米颗粒的受控组装。结构表征表明，在水介质中具有高结晶度的50和86 nm直径（D）的尺寸可调的纳米团簇由$\sim$ 13 nm（d）晶体取向的纳米颗粒组成。针对从单个胶体纳米颗粒（$ϕ$ = 0.47）到簇（$ϕ$ = 0.72）的无机磁性相的增加的体积分数$ϕ$检查相互作用效应。后者的冷冻液体分散体在300 K下表现出弱的亚铁磁行为。比较穆斯堡尔光谱研究表明，团簇内的相互作用发挥作用。一个新的见解出现从集群温度依赖的交流磁化率，显示两个最大值在$χ$“（T），具有很强的频率色散。标度律分析以及所观察到的记忆效应表明，在T $_{B}$ $\sim$ 160-200 K时，超自旋玻璃态进入，而在较低温度下，表面自旋玻璃冻结在T $_{f}$ $\sim$ 40- 70 K。在这样的纳米粒子组装系统中，随着$ϕ$的增加，蒙特卡罗模拟证实了粒子间偶极相互作用和组成纳米粒子表面自旋无序在新兴的自旋玻璃动力学中的作用。
2013-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Finite-Size and surface effects in maghemite nanoparticles: Monte Carlo simulations
用蒙特卡罗模拟模拟了$γ$ O $_3$（磁赤铁矿）单颗粒模型，研究了细颗粒体系中的晶粒尺寸效应和表面效应.周期性边界条件已被用来模拟的整体性质和结果相比，一个球形粒子与自由边界的证据所发挥的作用，表面上的异常磁性显示这些系统在低温下。该模型的几个结果与实验结果定性一致。随着颗粒尺寸的减小，磁有序温度、自发磁化强度和矫顽场均降低。此外，磁滞回线变得拉长与高值的微分磁化率，类似于那些从挫折或无序系统。这些事实是形成具有比核心更高程度的磁无序的表面层的结果，对于小尺寸，核心主导颗粒的磁化过程。然而，与一些作者的假设相矛盾的是，我们的模型并没有预测表面层冻结成类似自旋玻璃的状态。结果表明，磁无序在表面简单地促进热退磁的颗粒在零场，而磁化强度增加，在中等领域，因为表面无序减少亚铁磁相关的颗粒内。磁滞回线的形状与颗粒尺寸的变化表明，反转模式的强烈影响，减少原子的协调和无序的表面。
2001-01-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Magnetic properties of nanoparticles compacts with controlled broadening of the particle size distribution
二元随机压块与不同比例的小（体积V）和大（体积2V）裸磁赤铁矿纳米粒子（NP）被用来调查可控地扩大粒度分布的磁性NP组件的磁性能与强偶极相互作用的效果。一系列的八个随机混合物的高度均匀的9.0和11.5 nm直径的磁赤铁矿颗粒制备的热分解进行了研究。尽管在混合样品中的尺寸分布严重加宽，定义明确的超自旋玻璃化转变温度在整个系列中观察到，它们的值与大颗粒的重量分数线性增加。
2017-06-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Micromagnetic structure of oxidized magnetite nanoparticles: sharp structural versus diffuse magnetic interface
本研究通过数值微磁模拟和自旋极化小角中子散射技术，揭示了磁铁矿纳米颗粒氧化过程中存在锐利结构界面但磁化强度平滑过渡的扩散磁界面，解释了部分氧化颗粒磁性能更优的原因。
2025-06-25 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
Influence of surface anisotropy on the magnetization reversal of nanoparticles
采用蒙特卡罗模拟方法研究了表面各向异性对椭球形磁赤铁矿纳米颗粒磁化过程的影响。径向表面各向异性有利于形成刺猬状的自旋结构，变得更加稳定的表面各向异性常数在表面$k_S$增加的核心值。我们研究了低温磁滞回线随颗粒纵横比和$k_S$的变化，发现随着$k_S$或颗粒伸长率的增加，磁化反转模式发生变化。
2004-07-07 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
Role of surface disorder on the magnetic properties and hysteresis of nanoparticles
我们提出的蒙特卡罗模拟的结果，一个单一的磁赤铁矿亚铁磁性纳米粒子的模型，包括径向表面各向异性不同的核心，目的是澄清什么是它的作用在低温下的磁化过程。分析了低温平衡态，并与具有相同晶格结构的铁磁粒子的低温平衡态进行了比较。我们已经发现，由于增加的表面各向异性的刺猬状结构的形成是负责的粒子的反转机制的变化。
2003-07-23 cond-mat.mtrl-sci
Universal Scaling Law to Predict the Efficiency of Magnetic Nanoparticles as MRI T2-Contrast Agents
磁性颗粒是非常有效的磁共振成像（MRI）造影剂。近年来，化学家们发挥了他们的想象力，设计出多功能纳米探针，用于包括MRI对比度增强在内的生物医学应用。这项研究的重点是颗粒的大小和磁化强度与其核磁共振弛豫特性之间的直接关系，这决定了它们的效率。磁赤铁矿颗粒表现出广泛的尺寸和磁化的实验弛豫结果相比，以前公布的数据和完善的弛豫理论具有良好的协议。这允许导出横向弛豫率与颗粒尺寸的实验主曲线，并预测任何类型的磁性纳米颗粒的MRI对比效率。这种预测只需要水质子不可渗透的颗粒的大小和相应体积的饱和磁化强度的知识。为了预测磁性单晶的T2弛豫效率，通过磁化曲线的单个朗之万拟合获得的晶体尺寸和磁化强度是唯一需要的信息。对于由组装成各种几何形状（稀释的分形聚集体、致密的球形簇、核-壳胶束、中空囊泡）的几个磁芯制成的造影剂，需要知道第三个参数，即磁性材料相对于整个（流体动力学）球体占据的聚集体内体积分数。最后，计算的最大可实现的弛豫效应和达到这一最大值所需的大小进行不同的情况下：磁赤铁矿单晶和致密的集群，核壳颗粒（氧化物层周围的金属芯）和锌锰铁氧体晶体。
2013-11-23 cond-mat.mtrl-sci
Shape and surface anisotropy effects on the hysteresis of ferrimagnetic nanoparticles
我们提出的蒙特卡罗模拟的结果，一个单一的磁赤铁矿亚铁磁性纳米粒子的模型，目的是澄清所发挥的作用，在表面上的各向异性增加和形状（球形或椭圆形）的颗粒上的磁化过程在低温下。足够高的表面各向异性的刺猬状结构的形成是负责粒子的反转机制的变化。
2003-04-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Nonlinear dynamic susceptibilities of interacting and noninteracting nanoparticle systems
为了研究偶极-偶极相互作用对磁赤铁矿纳米颗粒固体分散体线性和立方动态磁化率的影响，测量了磁性颗粒体积浓度为0.3%~ 17%的三个样品的线性和立方动态磁化率。观察到三个样品的动态响应之间的显着差异。最稀释的样品的动态磁化率比较合理，以及与现有的理论的线性和立方动态磁化率的非相互作用，单轴磁性粒子的组装。最集中的样品的非线性动态响应在低温下表现出在Ag（11 at.%）中观察到的一些特征。Mn）自旋玻璃。
1999-07-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Reversible nanopore sealing and in situ iron oxide nanoparticle synthesis on thin silicon nitride membranes
Goeppert LLC（Goeppert公司）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）
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
Dipolar Interactions between Iron-Oxide Nanoparticles in Frozen Ferrofluids and Ferronematics
我们提出了一个详细的研究的磁性行为的氧化铁（γ-Fe 2 O3和Fe 3 O 4）的纳米粒子组成的铁磁流体（FF的）的平均粒径<d>= 2.5和10 nm。将颗粒分散在冷冻的液体载体（纯FF）中和冷冻的溶致液晶基质中，所述基质为双相或铁离子型（FN）（铁离子型溶致液晶酶）。FF相和FN相在室温下均表现出超顺磁性（SPM）行为，对于= 2.5和10 nm，其阻断温度T_B分别为10和100 <d>K。动态交流磁化率的测量结果表明，热激活的Néel-Brown依赖的阻断温度与所施加的频率。我们的研究结果表明，偶极相互作用是小的，但不可忽略的，相比单粒子的磁各向异性的能量障碍。从交流磁化率的拟合，我们计算了2.5 nm磁赤铁矿颗粒的有效磁各向异性常数K_{eff}。虽然在高度稀释的样品中存在的粒子间相互作用并没有明显地改变孤立粒子的动态磁行为，但计算出的磁各向异性比块状材料大一个数量级，表明存在大的表面各向异性。利用热激活模型拟合动力学数据，得到有效势垒Ea = 3.5 × 10 ^{-21} J。根据这些数据，我们得到单粒子有效磁各向异性的K_{eff} = 422 kJ/m^3。
2011-03-22 cond-mat.mtrl-sci
Unusual polarization patterns in flat epitaxial ferroelectric nanoparticles
近年来，外延铁电纳米岛的兴趣迅速增长，这是由于它们在器件，特别是超密度存储器方面的潜力。“自下而上”（自组装）纳米尺度技术的最新进展已经打开了制造高质量外延铁电纳米岛的机会，所述纳米岛具有分别为lnm和20 nm量级的极小厚度和横向尺寸。另一方面，最近出现的强大的探针，如piezoresponse力显微镜（PFM），使成像的局部域结构与子10 nm的分辨率。尽管有这些发展，在外延铁电纳米岛的极化模式缺乏一个清晰的理解，和一些重要的特性，如铁电性的临界横向尺寸，尚未建立。在这里，我们进行从头算研究的非电极外延Pb（Zr0.5Ti0.5）O3和钛酸钡纳米岛，并显示存在的失配应变和/或各向异性能驱动的新的偏振模式。结果允许解释的数据和设计的铁电纳米结构与定制的响应外部场。
2008-05-22 cond-mat.mtrl-sci
A core-shell-surface layer model to explain the size dependence of effective magnetic anisotropy in magnetic nanoparticles
磁性纳米颗粒（NPs）的有效磁各向异性Keff的颗粒尺寸（D）依赖性通常显示Keff随着D的减小而增加。这种依赖性通常使用等式来解释：Keff = Kb +（6 Ks/D）其中Kb和Ks分别是体状芯和表面层中自旋的各向异性常数。在这里，我们表明，这个模型是不足以解释所观察到的尺寸依赖性的Keff为较小的纳米粒子与D < 5 nm。相反，磁赤铁矿（γ-Fe 2 O3）、NiO和Ni的NP的结果最好通过上述模型的扩展来描述，导致由Keff = Kb +（6 Ks/D）+Ksh{[1-（2d/D）]^（-3）-1}给出的变化，其中最后一项是由于具有各向异性Ksh的厚度d的壳中的自旋。该模型对三种不同磁性纳米粒子体系（亚铁磁性γ-Fe 2 O3、铁磁性Ni和反铁磁性NiO）的验证表明，该模型可能适用于所有磁性纳米粒子。
2017-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
The unusual magnetism of nanoparticle LaCoO3
合成了LaCoO 3（LCO）块体和纳米粉体，并利用SQUID磁强计和中子衍射研究了它们的磁性和结构特性。大块和大的纳米粒子表现出弱铁磁性（FM）低于T ~ 85 K和交叉从强到弱的反铁磁性（AFM）的相关性附近的晶格参数表示的转变，到~ 40 K。这种交叉不会发生在最小的纳米颗粒中;相反，磁性行为主要是铁磁性的。FM在纳米颗粒中的量取决于Co 3 O 4杂质相的量，这引起LCO晶格上的拉伸应变。一个核心界面模型的介绍，与核心区域表现出的AFM交叉和FM在界面区域附近的表面和杂质相。
2014-10-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Controlled Clustering of Superparamagnetic Nanoparticles using Block Copolymers : Design of New Contrast Agents for Magnetic Resonance Imaging
当聚电解质-中性嵌段共聚物在水溶液中与带相反电荷的物质混合时，发现自发形成稳定的复合物。该机制是基于静电学和相反电荷之间的补偿。静电配合物具有核壳结构。在核中，嵌段和带相反电荷的物质紧密结合并形成致密的凝聚微相。壳由中性链组成，并包围着核。在本文中，我们报告的结构和磁性的这种复合物制成的直径为6.3 nm的超顺磁性纳米粒子（磁赤铁矿γ-Fe 2 O3）和阳离子中性共聚物。研究的共聚物是聚（三甲基铵乙基丙烯酸甲酯硫酸酯）-b-聚（丙烯酰胺），分子量为5000-b-30000 gmol-1和110000-b-30000 gmol-1。通过光散射和低温透射电子显微镜的组合对混合共聚物-纳米颗粒聚集体进行了表征。发现它们的流体动力学直径在70 - 150 nm的范围内，并且它们的聚集数（每个聚集体的纳米颗粒数）在几十到几百之间。此外，磁共振自旋回波测量表明，复合物在磁共振成像中具有比单个纳米颗粒更好的对比度，并且这些复合物可用于生物医学应用。
2005-12-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
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
Dynamic Scaling of Polymer Gels Comprising Nanoparticles
我们提出了动态光散射（DLS）测量的软聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和聚丙烯酰胺（PA）的聚合物凝胶与捕获机构（乳胶球或磁赤铁矿纳米粒子）。我们发现，被困粒子的异常扩散率可以分析的分形高斯网络凝胶模型的DLS技术探测的整个时间范围内。该模型是一个推广的线性链的劳斯模型扩展的结构与幂律网络连接的缩放，其中包括两个膨胀和均匀的散装凝胶限制。对于强散射颗粒在凝胶中的稀分散体，在小波矢处的散射电场关联函数理想地探测包裹颗粒的凝胶部分的自扩散。我们的结果表明，根据关联函数计算的随时间变化的扩散系数从短时间的自由扩散状态变化到长时间的异常亚扩散状态（位移逐渐停滞）。这些区域之间的特征过渡时间取决于散射矢量$\sim q^{-2}$，而时间衰减幂指数趋于小$q$时体网络的预期值。将所有散射矢量和所有样品的扩散曲线缩放为单个主曲线。
2014-07-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
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
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
Enhanced coercive force of nanoparticles of special morphology in the Stoner-Wohlfarth model
本文研究核-软磁壳结构磁性纳米颗粒，在Stoner-Wohlfarth模型中结合数值与解析方法揭示壳层磁屏蔽导致矫顽力增强，并给出其存在条件。
2025-05-15 cond-mat.mtrl-sci
Voltage and Temperature Dependence of High-Field Magnetoresistance in Arrays of Magnetic Nanoparticles
最近报道了在库仑阻塞制度下，嵌入有机绝缘晶格中的CoFe纳米颗粒的大阵列中的巨大的高场磁电阻值。一个不寻常的指数下降的磁阻随着电压的增加，以及一个特性缩放的磁阻幅度与场温比。我们提出了一个模型，它考虑到顺磁性杂质对系统的输运性质的影响来描述这些功能。假设纳米颗粒内部的核自旋与顺磁杂质之间的非共线性可以通过有效的隧道势垒来建模，隧道势垒的高度取决于两种自旋的磁化之间的相对角度。研究了杂质的磁矩、有效隧道势垒的高度和厚度以及偏置电压对磁输运特性的影响。该模型使我们能够再现所观察到的大的磁阻幅度和它的强电压依赖性，与现实的参数。
2008-02-07 cond-mat.mtrl-sci
Lattice expansion and non-collinear to collinear ferrimagnetic order in MnCr$_2$O$_4$ nanoparticle
我们报道了MnCr $_2$ O $_4$的磁性，它属于一种特殊的尖晶石，称为铬铁矿。在T $_C$ $\sim$ 45 K以下，MnCr $_2$ O $_4$表现出顺磁（PM）到共线铁磁（FM）态的顺序;在T $_S$ $\sim$ 18 K以下，从共线FM态到非共线FM态的顺序。非共线的自旋结构已被修改，以减少颗粒的大小，并在T $_S$的磁性转变减少的纳米粒子样品。然而，亚铁磁有序仍然是占主导地位的纳米粒子，除了观察到超顺磁性的堵塞和减少的自发磁化。根据亚铁磁性纳米颗粒的核壳模型，这可能是纳米颗粒的表面无序效应。该体系还显示了纳米颗粒样品中T $_C$的增加，这与核-壳模型不一致。应用自旋波理论对M（T）数据的分析表明，对于块状MnCr $_2$ O $_4$，不寻常的布洛赫指数值为3.35，随着颗粒尺寸的减小，其减小并接近任何标准铁磁体的典型值1.5。MnCr $_2$ O $_4$显示出一些更不寻常的行为。例如，纳米颗粒样品中的晶格膨胀。本工作证明了MnCr $_2$ O $_4$纳米颗粒的磁性与晶格参数的系统增加和B位非共线自旋结构的逐渐减小之间的相关性。
2005-10-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Growth mechanism of nanostructured superparamagnetic rods obtained by electrostatic co-assembly
我们报告的纳米结构棒的生长制造的静电共组装氧化铁纳米粒子和聚合物之间。γ-Fe_2O_3和磁赤铁矿的粒径分别为6.7 nm和8.3 nm，多分散性较窄。共组装由i）聚合物和颗粒之间的静电相互作用和ii）外部施加的磁场的存在驱动。棒的特征在于大的各向异性因子，直径为200 nm，长度为1 - 100 μ m。在目前的工作中，我们提供了第一次作为离子强度和浓度的函数的棒的形态图。我们表明存在一个临界纳米粒子浓度和一个临界离子强度超过该杆不形成。在中间制度，只有曲折和分支的聚集体被检测到。在较高的浓度和较低的离子强度下，产生具有超顺磁性的线性和刚性棒。根据这些数据，提出了一种杆形成的机制。该机制分为两个步骤：球形颗粒团簇的形成和生长，以及由磁偶极相互作用引起的团簇的排列。就这些过程的动力学而言，团簇的生长和它们的排列伴随发生，导致颗粒或小团簇的连续增长，以及棒状结构的焊接。
2010-10-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
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
Enhanced grain surface effect on magnetic properties of nanometric La0.7Ca0.3MnO3 manganite : Evidence of surface spin freezing of manganite nanoparticles
我们研究了纳米晶粒尺寸对单相、纳米晶、颗粒状La_（0.7）Ca_（0.3）MnO_3（LCMO）样品磁性的影响。我们已经考虑了我们的LCMO纳米粒子的核壳结构，这可以解释它的磁性。根据场冷却（FC）和零场冷却（ZFC）直流磁化（DCM）的温度依赖性，磁性能可以区分为两种状态：一个相对较高的温度区T > 40 K，其中ZFC曲线的宽极大值（在T = Tmax时）与核心粒子矩的阻塞有关，而尖锐的最大值（在T = TS处）与表面（壳层）自旋的冻结有关。在T = 1.5K时，M（H）环的特殊形状、矫顽场的温度依赖性以及剩磁的变化，为LCMO纳米粒子在低温区（T < 40 K）发生的表面自旋冻结提供了强有力的支持。此外，在T = 50 K时，ZFC弛豫测量的等待时间（tw）依赖性显示弛豫速率[S（t）]对tw和dM/dln（t）的弱依赖性，随时间呈对数变化。这两个特点都有力地支持高温制度与核心时刻的阻塞。在T = 20 K时，ZFC弛豫测量表明样品中存在两种不同类型的弛豫过程，S（t）在非常接近等待时间tw = 1000 sec的经过时间处达到最大值，这是玻璃态行为的明确标志。这种年龄依赖性效应令人信服地建立了我们的LCMO纳米粒子的表面自旋冻结与超顺磁性（SPM）相的核心时刻的背景。
2007-12-08 cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric properties of lead chalcogenide core-shell nanostructures
我们提出了完整的热电特性的纳米结构的散装PbTe和PbTe-PbSe样品制备胶体核壳纳米粒子，然后放电等离子体烧结。在这两种材料中发现了一个异常大的热电势，并讨论了能量过滤的可能性，而不是作为解释的晶界散射。德拜温度的降低和摩尔比热的增加与最近对纳米结构材料的预测是一致的。在这些结果的基础上，我们提出了合适的核-壳材料的组合，为未来的热电材料的大电导率的组合，通过能量过滤增加热电。
2012-06-03 cond-mat.mtrl-sci
Size Dependence in Multicolor Upconversion in Single Yb3+, Er3+ Co-doped NaYF4 Nanocrystals
Schietinger等人（Nano Lett. 2009，9，2477-2481）观察到来自NaYF 4：Er 3+，Yb 3+的单个纳米颗粒发射，并注意到红色和绿色发射的强度随粒度的不寻常变化。我们表明，记录的变化是由于仪器的文物和变化的解释是不正确的。
2010-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-dependent magnetism and superparamagnetic contribution to the magnetocaloric effect of non-stoichiometric manganite nanoparticles
尽管由于锰氧化物在现代电子学中的广泛应用而对其进行了广泛的研究，但这类金属氧化物仍以其独特的性质和新现象而不断令人惊讶。在这里，我们研究了具有强自旋电子耦合的非海森堡锰氧化物纳米颗粒的结构和磁性。从低温铁磁态到高温顺磁态的转变过程中，锰离子的电荷、价态和自旋（磁矩）随电子局域化而发生变化。随着温度的降低，处于顺磁相的Mn离子的夸大的有效磁矩显著减小，证明了自旋相关磁性。对二阶相变附近的磁化临界行为和临界参数的确定进行了全面的研究。基于不同磁场下磁熵变的温度和场依赖性的异常行为，发现了纳米颗粒的超顺磁性对磁热效应的额外影响。
2021-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Magnetic Circular Dichroism in Hyperbolic Metamaterial Nanoparticles
一些纳米材料的光学性质可以通过外部磁场来控制，从而为从单分子传感到纳米级非互易光学隔离的广泛应用提供活性功能。因此，具有宽带可调磁光响应的材料非常需要用于下一代集成光子纳米器件中的各种组件。同时，双曲超材料在过去的十年中受到了很多关注，因为它们表现出在自然界中很少观察到的不寻常的特性，并提供了一个理想的平台，通过精心设计的有效介电常数张量来控制纳米尺度的光学响应，超越了传统系统的可能性。在这里，我们实验研究磁性圆二色性在超颖表面上的透明基板上的II型双曲纳米粒子。数值模拟证实了实验结果，并建立了一个分析模型来解释所观察到的磁光效应的物理起源，这可以描述在与外部磁场的基本电和磁偶极子模式的耦合。我们的系统铺平了道路的纳米光子有源器件的发展相结合的好处，支持大密度的光学状态的能力，通过控制系统的各向异性介电常数自由调谐的磁光响应的双曲超材料的亚波长光操纵。
2021-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Room temperature ferromagnetism and giant permittivity in chemical routed Co1.5Fe1.5O4 ferrite particles and their composite with NaNO3
我们报告的结构，磁性和介电性能的Co1.5Fe1.5O4纳米粒子及其复合材料与非磁性NaNO3。样品来源于不同pH值的金属硝酸盐溶液。将化学路线的样品在200 ℃和500 ℃下空气加热。材料的加热显示出不寻常的微晶尺寸减小，但在所有样品中均观察到立方尖晶石结构。Co1.5Fe1.5O4的样品显示出相当大的室温铁磁矩，电导率，介电常数，和低介电损耗。样品为软铁磁材料，具有高极化性。晶粒和晶界的界面积极参与决定铁氧体晶粒的磁性和介电性能。界面贡献的效果更好地实现使用铁氧体和NaNO3复合样品。我们已经研究了不同的范围内修改的磁性和介电参数使用相同的材料在纯和复合形式。
2012-03-10 cond-mat.mtrl-sci
Unusual scenario of the temperature evolution of magnetic state in novel carbon-based nanomaterials
研究了两种掺杂Au和Co的多孔碳基样品。中子衍射研究揭示了两种样品的无定形结构。Co掺杂样品在2.6K下呈现出长程铁磁有序。NMR研究表明，样品是用初始芳族化合物的部分碳化获得的，并且没有达到玻璃碳的状态。磁化强度、对弱交流磁场的纵向非线性响应和电子磁共振数据证明了在300 K以上的样品中存在FM团簇。在Au掺杂样品中的FM有序的短程特性在T $_C \approx$ 210 K以下转变为另一种非均匀FM状态。除了FM集群，这种状态包含一个子系统与长程FM排序（矩阵）形成的顺磁中心，存在于集群之外。非线性响应的数据表明，远程FM矩阵，这可能是连接到一个多孔的样品结构的一个可解释的字符。的磁化强度数据给出的证据，形成一个不均匀的状态，在Co掺杂的样品，类似于在Au掺杂的一个。然而，这种状态是在更高的温度下形成的，远高于350 K，并表现出更均匀的FM纳米颗粒和FM矩阵的排列。掺金样品的磁化强度对温度的依赖性归因于冷却时FM基质中畴形成机制的变化，与其FM状态的不均匀特征有关。在低于350 K的Co掺杂样品中不存在这种特性，这与该样品在高得多的温度下形成FM态一致。进一步冷却到T ~ 3（10）K以下，两种样品的磁化强度都急剧增加。这是由于在低温下的非均匀FM状态的域重排。
2014-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strong anisotropy in the mixed antiferromagnetic system Mn$_{1-x}$Fe$_{x}$PSe$_3$
本文报道了Mn $_{1-x}$ Fe $_{x}$ PSe $_3$的磁相图，它代表了两个反铁磁系统的无规磁体系统，在它们各自的反铁磁结构中具有混合自旋、混合自旋各向异性、混合最近邻磁相互作用和混合周期性。制备了Mn $_{1-x}$ Fe $_{x}$ PSe $_3$块体样品，并用粉末X射线衍射、中子衍射和X射线荧光光谱表征了样品的相纯性。利用粉末中子衍射、直流磁化率和热容，确定了磁有序态的性质和程度。在$x = 0.0$和0.25（MnPSe $_3$型）之间以及在$x = 0.875$和$1$（FePSe $_3$型）之间存在长程磁有序。在$x = 0.25$和$0.875$之间建立了MnPSe $_3$ -和FePSe $_3$ -型纳米团簇存在的短程磁序。在直流磁化测量的不可逆性，也具有等温和thermorecomposition磁化测量表明相似的磁性纳米粒子，其中未补偿的表面自旋导致在非零TRM和磁响应，进一步加强存在的磁性纳米簇或域。在类似的Mn $_{1-x}$ Fe $_x$ PS $_3$中观察到的自旋玻璃态已被排除，并且表现出两种有序类型的纳米簇的形成是由异常高的各向异性值引起的。配体贡献的自旋-轨道相互作用的效果已被建议作为一个可能的解释高$D$值在这些化合物。
2020-02-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
