Preparation of high crystalline nanoparticles of rare-earth based complex pervoskites and comparison of their structural and magnetic properties with bulk counterparts
本文提出了一种简单的方法，即用超声波处理Gd $_{0.7}$ Sr $_{0.3}$ MnO $_3$纳米粉体材料。为了比较，还通过球磨制备Gd $_{0.7}$ Sr $_{0.3}$ MnO $_3$纳米颗粒。采用X射线衍射（XRD）、场发射扫描电子显微镜（FESEM）、能量色散X射线（EDX）、X射线光电子能谱（XPS）和超导量子干涉仪（SQUID）等对样品进行了表征。XRD Rietveld分析广泛用于确定晶体学参数以及结晶和非晶相的量。FESEM图像表明，对于超声处理和4小时（h）的球磨，形成了平均粒度在50-100 nm范围内的纳米颗粒。通过超声处理和4 h球磨合成的块体材料和纳米颗粒表现出顺磁到自旋玻璃化转变。然而，通过8小时和12小时球磨合成的纳米颗粒没有揭示任何相变，而是显示出在低温下的磁化上升。球磨纳米颗粒的磁性能的退化可能与由于球磨特别是研磨时间超过8h而导致的纳米颗粒的非晶化有关。这项调查表明，超声作为一种简单的路线，以制备高结晶稀土基锰氧化物纳米粒子与传统的球磨技术相比，改善控制的潜力。
2017-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Au and Ag nanoparticles produced by ion implantation in single-crystalline $β$-Ga$_2$O$_3$
INESC Microsystems and Nanotechnology（INESC微系统和纳米技术研究所）；Institute for Plasmas and Nuclear Fusion, Instituto Superior Técnico, University of Lisbon（里斯本大学高等理工学院等离子体与核聚变研究所）；Centre for Nuclear Sciences and Technologies, Instituto Superior Técnico, University of Lisbon（里斯本大学高等理工学院核科学与技术中心）；Department of Nuclear Science and Engineering, Instituto Superior Técnico, University of Lisbon（里斯本大学高等理工学院核科学与工程系）
通过离子注入和退火在单晶β-氧化镓中制备出银和金纳米颗粒，利用其优异的晶体结构和等离子体共振特性，为多种应用提供了新的可能性。
2026-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Plasmonic Waves on a Chain of Metallic Nanoparticles: Effects of a Liquid Crystalline Host or an Applied Magnetic Field
具有足够小的直径和间距的金属颗粒链允许线性偏振等离子体波沿着该链传播。在本文中，我们考虑如何改变这些波的各向异性主机（如液晶）或施加磁场。在液晶主机，与主轴（董事）取向平行或垂直于链，我们发现，纵向（$L$）和横向（$T$）模式的色散关系显着改变相对于那些各向同性主机。此外，当指向矢垂直于链时，双简并$T$分支被主体材料的各向异性分裂。当外加磁场${\bf B}$平行于链时，传播的横模是圆偏振的，并且左右圆偏振分支具有略微不同的色散关系。因此，如果沿着链发射线性偏振的横波，则其经历法拉第旋转。对于近似于典型金属的参数和2 T的场，法拉第旋转是每10个粒子间距1 $^o$的数量级，即使考虑到单粒子阻尼。如果${\bf B}$垂直于链，则$T$分支之一与$L$分支混合以形成两个椭圆偏振分支。我们的计算包括单粒子阻尼，原则上可以推广到包括辐射阻尼。目前的工作表明，等离子体波的色散关系的纳米颗粒链可以通过浸泡在液晶和改变的指向矢轴，或通过施加磁场控制的链。
2012-10-04 cond-mat.mes-hall
Rolling and sliding of a nanorod between two planes: Tribological regimes and control of friction
理论上考虑了夹在两个晶面之间的圆柱形结晶纳米颗粒的运动，其中一个晶面是静止的，另一个晶面以恒定的速度被拉并被法向载荷向下压。我们的模型计算结果表明，根据负载和速度，纳米颗粒可以滚动或滑动。在足够高的法向载荷下，以不同摩擦力为特征的几种滑动状态可以共存，对应于纳米颗粒的不同取向，并允许在相同的牵引速度和法向载荷下具有低或高摩擦。
2012-03-13 cond-mat.mes-hall
Landau theory and self-assembly of spherical nanoclusters and nanoparticles with octahedral symmetry
球形纳米团簇和纳米颗粒是新兴的材料，其功能设计提供了许多有用的应用，从催化，分子传感，气体储存到药物靶向和递送。在这里，我们发展了具有八面体对称性O和O_h的球形结构的唯象结晶理论。在发达的理论，我们提出了一种方法，这是基于构建不可约的八面体密度函数，并允许预测的球形纳米物体中的结构单元的位置。所提出的理论解释了已知最简单的金属纳米团簇，一些金属有机多面体和膜蛋白多面体纳米颗粒的结构，也预测了更复杂的手性球形结构和非手性组装体的特征在于半规则多面体的几何形状。本文还讨论了所构造的不可约八面体函数与通过八面体网将平面六角序映射到球面上所得到的球面晶格之间的关系。
2022-12-21 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
Phase Transitions in Germanium Telluride Nanoparticle Phase-Change Materials Studied by Time-Resolved X-Ray Diffraction
已知相变材料碲化锗（GeTe）表现出四种不同的结构相：三种在室温下（一种非晶相和两种结晶相，$α$和$γ$），一种在高温下（结晶$β$）。因为非晶相和结晶相之间的转变导致材料性质的显著变化（例如，折射率和电阻率），GeTe已经被研究为用于光子学、热电学、铁电学和自旋电子学的相变材料。因此，温度依赖的相变在碲化锗已被研究为散装和薄膜碲化锗，都通过溅射制造。纳米颗粒的胶体合成为非晶和结晶GeTe提供了更灵活的制造方法。已知这些纳米颗粒表现出尺寸依赖性，例如在亚10 nm GeTe颗粒中非晶到$α$转变的结晶温度增加。预计$α$到$β$的相变也会随尺寸而变化，但尚未对GeTe研究这种效应。在这里，我们报告的时间分辨X射线衍射的GeTe纳米粒子具有不同的直径和从不同的合成协议。我们观察到在210 $^{\circ}$ C和240 $^{\circ}$ C之间的非挥发性无定形到$α$的转变和在370 $^{\circ}$ C和420 $^{\circ}$ C之间的挥发性$α$到$β$的转变。后一种转变是可逆的和可重复的。虽然转变温度相对于已知的散装碲化锗的值移动，基于纳米颗粒的样品仍然表现出相同的结构相溅射碲化锗报告。因此，胶体GeTe保持与体GeTe相同的一般相行为，同时允许更灵活和更容易的制造。因此，基于纳米颗粒的GeTe薄膜显示出巨大的应用潜力，例如在有源光子学中。
2020-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Raman peak shift and broadening in crystalline nanoparticles with lattice impurities
本文研究晶格杂质对纳米颗粒拉曼光谱的影响，发现无序导致峰展宽和位移（蓝移或红移），并给出考虑这两种效应的简单处理方法。
2024-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Designing Surface Charge Patterns for Shape Control of Deformable Nanoparticles
设计基于可变形纳米颗粒（NPs）的可重构材料取决于对这些NPs可以采用的能量有利形状的理解。使用模拟，我们表明，中空，可变形的补丁NP定制的表面电荷模式，如Janus补丁，条纹，多面体分布的补丁不同地适应他们的形状，以响应模式和离子强度的变化，转变成胶囊，半球，可变酒窝碗，多面体。NP表面电荷，形状和弹性能量密度的各向异性之间的联系进行了讨论。
2020-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.comp-ph
Theory of plasmonic waves on a chain of metallic nanoparticles in a liquid crystalline host
具有足够小的直径和间距的金属颗粒链允许线性偏振等离子体波沿着该链传播。在本文中，我们描述了如何改变这些波时，液晶主机是一个或一个胆甾相液晶（NLC或CLC）与或没有施加磁场。我们发现，在一般情况下，液晶主机，无论是NLC或CLC，改变横向（$T$）和纵向（$L$）波的色散关系显着从各向同性主机的色散关系。我们表明，通过改变相对于金属链的长轴的液晶的指向矢轴，该$T$分支可以分裂成两个非简并的线性偏振分支（NLC主机）或两个非简并的椭圆偏振分支（CLC主机）。当外加磁场平行于金属粒子的长轴和CLC主体的指向矢时，我们发现非简并椭圆极化$T$分支的$ω$符号交换中色散关系为奇数.也就是说，施加外部磁场导致实现单向波导。
2013-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Morphological instability of core-shell metallic nanoparticles
具有核-壳结构的双金属纳米粒子（通常称为纳米合金）在光学、催化、磁学和生物医学等领域有着特殊的应用。尽管在应用中的广泛兴趣，这些纳米粒子的结构稳定的物理因素仍然不清楚在很大程度上，特别是对于几何结构和化学有序模式之间的关系。在这里，进行全局优化搜索，以挑选出最稳定的化学有序模式对应的最重要的几何结构，为一系列的弱混溶系统，包括AgCu，AgNi，AgCo和AuCo。计算结果表明：（i）纳米合金的整体几何结构与内核的形状和位置密切相关，（ii）在二十面体纳米颗粒中可以得到中心核，而在晶体或十面体纳米颗粒中不能得到中心核，形成不对称的准Janus形貌;（iii）在二十面体纳米颗粒中，当核超过临界尺寸时，产生新型的形态不稳定性，使核不对称并将其向纳米颗粒表面延伸;（iv）在二十面体纳米合金中可以获得多中心图案。二十面体纳米合金的核心不稳定性和薄膜生长中发生的Sttranski-Krastanov不稳定性之间的相似性和差异进行了讨论。所有这些问题对于设计策略以实现芯的有效涂层是至关重要的。
2013-04-15 cond-mat.mes-hall
Synthesis of Long-T1 Silicon Nanoparticles for Hyperpolarized 29Si Magnetic Resonance Imaging
我们描述了用于超极化磁共振成像（MRI）试剂的非晶和晶体硅纳米粒子的合成、材料表征和动态核极化（DNP）。通过硅化钠（Na4Si4）和四氯化硅（SiCl4）之间的复分解反应合成的颗粒，并用各种钝化配体进行表面官能化。该合成方案产生直径约10 nm的颗粒，具有长的尺寸调整的29Si自旋晶格弛豫（T1）时间（> 600 s），其在通过低温DNP超极化后被保留。
2013-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Morphological evolution of an Au crystalline domain in a nano-particle investigated by Bragg coherent diffraction imaging
Gwangju Institute of Science and Technology（光州科学技术院）；Advanced Photon Source, Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室先进光子源）；Chosun University（朝鲜大学）；European XFEL（欧洲自由电子激光设施）
本研究利用Bragg相干衍射成像结合自相关分析，原位观察了Au纳米颗粒中晶畴从各向异性多畴向平衡截角八面体单晶的形貌演化，揭示了畴合并与粗化机制。
2026-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Classical and quantum magnetisation reversal studied in single nanometer-sized particles and clusters using micro-SQUIDs
综述了介观系统中磁矩量子隧穿实验的最新进展。重点将放在单个纳米粒子的测量上。这些纳米磁体允许人们测试经典和量子行为之间的边界。使用微型SQUID磁强计，等待时间，开关场和电报噪声测量明确显示，足够小的单晶纳米粒子的磁化反转是由一个模型的热激活在一个单一的能量障碍。绝缘BaFeO纳米粒子的结果显示出强烈的偏差，从这个模型低于0.4 K，同意在低耗散制度的宏观量子隧穿理论。
1999-12-07 cond-mat.mes-hall
Bench tests for microscopic theory of Raman scattering in powders of disordered nonpolar crystals: nanodiamonds and Si nanoparticles
最近的拉曼数据金刚石和结晶硅纳米粉末进行了分析与使用的拉曼散射的无序非极性纳米晶体合奏的微观理论。在理论的框架内解释的纳米粒子的拉曼峰的大宽度相比，在散装材料和峰值的实验观察到的颗粒尺寸的反向依赖性的相应的峰。它表明，该理论是能够自信地提取拉曼数据的纳米粉末的四个重要的微观特征，包括平均粒径，粒径分布函数的方差，在颗粒中的内在无序的强度，和参数化的颗粒形状的有效刻面数。
2021-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Growth and Optical Properties Investigation of Pure and Al-doped SnO2 Nanostructures by Sol-Gel Method
采用溶胶-凝胶法合成不同Al掺杂比例的SnO2纳米颗粒，通过XRD、SEM、UV-Visible、FT-IR和EDX等表征手段，发现随Al掺杂比例增加，纳米颗粒尺寸减小且光学带隙增大。
2017-04-14 cond-mat.mes-hall
The role of faceting and elongation on the magnetic anisotropy of magnetite Fe3O4 nanocrystals
Fe3O4纳米粒子由于其生物相容性、结构稳定性和良好的磁性，在磁热疗和治疗诊断等生物医学领域有着广泛的应用前景。然而，由于表面和有限尺寸效应的主导地位，所观察到的颗粒的磁性的纳米级起源是未知的。在这里，我们已经开发了一个原子自旋模型的细长磁铁矿纳米晶体，专门解决的作用，小面和伸长的磁形状各向异性。我们发现，对于小面的粒子简单的分析公式高估的磁形状各向异性和基本的立方各向异性作出了显着的贡献，适度拉长的粒子的能量势垒。我们的研究结果使高结晶磁铁矿纳米粒子的有效磁各向异性的更好的估计，是一个步骤，对磁性纳米粒子的加热效应的定量预测。
2019-09-05 cond-mat.mes-hall
Crystallizing Substrates Drag Supported Nanoparticles
University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；Northwestern University（西北大学）；California Institute of Technology（加州理工学院）
通过原位TEM和4D-STEM，发现非晶AlOₓ薄膜的结晶前沿通过界面能不对称性拖动Pt纳米颗粒长距离迁移，相场模拟揭示曲率梯度是质量再分布和颗粒位移的机制。
2026-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain modulation of Si vacancy emission from SiC micro- and nanoparticles
半导体中的单光子发射点缺陷已经成为未来量子技术器件的强有力候选者。在目前的工作中，我们利用晶体颗粒来研究相关的缺陷定位，发射位移和波导。具体而言，从6 H-SiC微米和纳米粒子的发射范围从100 nm到5 $μ$米的大小收集使用阴极发光（CL），我们监测信号归因于Si空位（V $_{\textrm{Si}}$）作为其位置的函数。发射波长的明显变化被发现定位在颗粒中心和边缘的发射器。通过比较空间CL图与在透射电子显微镜中进行的应变分析，我们将发射位移归因于沿颗粒a方向的2-3%的压缩应变。因此，在SiC纳米颗粒内嵌入V $_{\textrm{Si}}$量子位缺陷提供了一个有趣的和通用的机会来调节单光子发射能量，同时通过自组装的SiC纳米颗粒基质确保易于寻址。
2020-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
YAG nano-light sources with high Ce concentration
我们研究了10 nm的YAG纳米颗粒的发光特性，Ce离子掺杂量为0.2%，4%和13%，被设计为扫描近场光学显微镜的主动探针。它们是通过物理方法生产的，没有任何后续处理，这是由所需的应用所强加的。结构分析揭示了颗粒的无定形性质，这与元素分析所示的一些成分缺陷有关。当掺杂浓度为4%时，获得了最佳的发光性能。YAG纳米粒子掺杂在0.2%的发射强烈扰动的结晶无序，而13%的掺杂颗粒几乎没有表现出任何发光。在后一种情况下，确认了Ce4+离子的存在，表明Ce浓度太高而不能有效地掺入三价态的YAG纳米颗粒中。通过阴极射线发光和卢瑟福背散射光谱相结合的方法，我们证明了纳米颗粒发光产额的增强与掺杂浓度不成正比，发光增强大于Ce浓度的增加。时间分辨的光致发光揭示了可能与晶体无序以及存在两个不同的Ce离子种群的淬灭中心的存在。最后，纳米阴极射线发光表明，发射，因此掺杂Ce离子和缺陷的分布是均匀的。
2013-05-29 cond-mat.mes-hall physics.optics
Plasmonic modes of gold nano-particle arrays on thin gold films
在金属薄膜上的金属纳米颗粒的规则阵列具有可调谐的光学共振，可以应用于表面增强拉曼散射或生物传感。为了开发更多的表面选择性几何形状，我们研究了25 nm厚的金膜上的规则金纳米颗粒阵列，与传统的表面等离子体共振设置中使用的对称模式相比，它可以激发具有更好的场限制的非对称表面等离子体模式。通过光学消光光谱，我们确定了我们的结构所维持的等离子体模式。此外，热处理的金属结构的作用进行了研究，揭示了在光学性能上的金的晶体结构的修改的作用。
2012-09-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Validity of the Néel-Arrhenius model for highly anisotropic Co_xFe_{3-x}O_4 nanoparticles
本文系统地研究了由Fe（acac）_{3}和Co（acac）_{2}热分解制备的Co_{x} Fe_{3-x} O_{4}磁性纳米粒子的结构和磁性。合成颗粒的大磁晶各向异性导致高阻挡温度（$42$ K \leqq $T_B$ $\leqq 345$ K，用于$5 \leqq$ d $\leqq 13$ nm）和大矫顽场（$H_C \approxeq 1600$ kA/m，用于$T = 5$ K）。最小的颗粒（$<d>=5$纳米）揭示了存在的磁性硬，自旋无序表面。整个系列样品的静态和动态磁性能的热依赖性可以在Néel-Arrhenius弛豫框架内解释，而不需要ad-hoc校正，通过包括磁晶各向异性常数$K_1(T)$的热依赖性通过经验Brükhatov-Kirensky关系。该方法提供了非常类似于来自静态或动态磁性测量的散装材料的$K_1(0)$值，以及响应时间（$τ_0 \simeq 10^{-10}$ s）的实际值。根据$K_1(T)$和M（T）之间的齐纳关系，可以定性地解释最小颗粒的体各向异性值的偏差。
2015-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic, transport and electronic properties of Ni$_2$FeAl Heusler alloy nanoparticles: Experimental and theoretical investigation
Indian Institute of Technology Delhi（印度理工学院德里分校）
本研究通过实验和理论分析，揭示了Ni₂FeAl Heusler合金纳米颗粒的磁性、输运和电子性质，发现其高居里温度、显著磁各向异性和中等磁熵变，为多种应用提供了潜在材料候选。
2026-02-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Novel Exotic Magnetic Spin-order in Co5Ge3 Nano-size Materials
钴-锗（Co-Ge）是一种具有独特结构的复杂合金体系，具有一系列有趣的磁特性，这些特性在减小到纳米尺度时会发生变化。本实验采用气体聚集型团簇沉积技术制备了平均粒径为8 nm的高长径比Co 5Ge 3纳米颗粒。所制备的二元Co 5Ge 3纳米颗粒的纳米结构形貌显示出优异的单晶六方结构，并且主要沿（110）和（102）方向生长。相反，大部分具有泡利顺磁自旋序在所有温度范围内，在这里，我们发现尺寸驱动的新的磁有序的合成Co 5Ge 3纳米粒子表现出铁磁性在室温下的饱和磁化强度Ms = 32.2 emu/cm 3。这是首次在纳米尺度下观察到这种新的磁自旋有序，其磁化强度对热能波动的敏感性较低，居里温度接近850 K。Co 5Ge 3纳米颗粒的这种铁磁行为以及较高的居里温度归因于低维和量子限制效应，其施加了强自旋耦合，并在Co 5Ge 3纳米颗粒中提供了一组新的尺寸驱动的自旋结构，而在相同材料的块体中不存在这种磁性行为。这项基础科学研究为亚10 nm Co 5Ge 3纳米结构的形成、结构和磁性提供了重要的见解，这将为磁锗化物基纳米器件带来有前途的实际多功能应用。
2017-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transition metal dichalcogenide nanospheres for high-refractive-index nanophotonics and biomedical theranostics
共振介电纳米结构领域的最新进展为在纳米尺度上聚集和操纵光以及建立全介电纳米光子学的新激发领域创造了诱人的机会。具有纳米图案化表面的过渡金属二硫属化物（TMDC）特别有希望用于这些任务。尽管如此，这些结构的制造需要复杂的光刻工艺，大大复杂的应用前景。为了弥合这一差距，拓宽TMDC纳米材料的应用范围，我们在这里报告飞秒激光烧蚀制造的水分散的球形TMDC（二硫化钼和WS 2）纳米粒子（NP）的可变尺寸（5 - 250 nm）。由于保留的晶体结构，这种纳米颗粒表现出从TMDC晶体继承的令人兴奋的光学和电子性质，这提供了明显的激子响应和高折射率值的独特组合，使得在纳米颗粒中电磁场的强集中成为可能。此外，由于米氏和激子共振之间的杂交，这种纳米颗粒提供额外的可调谐性。这些特性带来了许多重要的效应，包括增强的光吸收和光热转换。作为一个例子，我们证明了纳米粒子表现出非常强的光热响应，远远超过传统的基于Si的介电纳米谐振器。与其他介电共振结构相比，合成的TMDC纳米颗粒处于移动胶体状态并表现出优异的光学特性，为开发下一代纳米光子和纳米治疗诊断平台提供了机会，包括光热治疗和多模式生物成像。
2021-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Wafer-Scale Fabrication of Hierarchically Porous Silicon and Silica Glass by Active Nanoparticle-Assisted Chemical Etching and Pseudomorphic Thermal Oxidation
许多生物材料表现出多尺度多孔性，具有小的、主要是纳米级的孔以及大的、宏观的毛细管，以同时实现优化的质量传输能力和具有大的内表面的轻质结构。在人造材料中实现这样的分层孔隙率通常需要复杂且昂贵的自上而下的处理，这限制了可扩展性。在这里，我们提出了一种方法，该方法结合了基于金属辅助化学蚀刻（MACE）的自组织孔隙率和电子衍射诱导的大孔隙率，用于合成具有双峰孔径分布的单晶硅，即，具有1微米直径的六边形排列的圆柱形大孔，其由被60 nm宽的中孔穿过的壁隔开。MACE过程主要由金属催化的还原-氧化反应引导，其中银纳米颗粒（AgNPs）充当催化剂。在这个过程中，AgNP充当自推进粒子，不断沿着其轨迹去除硅。高分辨率X射线成像和电子断层扫描揭示了由此产生的大开口孔隙率和内表面，用于高性能能量存储、收集和转换或片上传感器和执行器的潜在应用。最后，分层多孔硅膜可以通过热氧化转化为分层多孔无定形二氧化硅，这种材料由于其多尺度人工血管化而对光流体和（生物）光子应用特别感兴趣。
2022-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
