Magnetization switching of FePt nanoparticle recording medium by femtosecond laser pulses
利用超短激光脉冲对磁化强度进行控制是一种很有前途的信息存储技术。磁化响应的动态取决于初始激光激发期间从光子到自旋的能量转移。用于磁存储的特别感兴趣的材料是FePt纳米颗粒，Lambert等人最近证明了在其上具有光学角动量的光学写入，尽管其机制尚不清楚。在这里，我们研究的实验和理论的全光开关的FePt纳米粒子。我们表明，磁化开关是一个随机过程。我们开发了一个完整的多尺度模型，它使我们能够优化在我们的实验中写入高各向异性FePt纳米颗粒的磁化强度所需的激光照射次数。我们的结论是，只有角动量诱导的逆法拉第效应的光学将提供一个单一的飞秒激光脉冲开关。
2016-06-28 cond-mat.mes-hall
Memory, Aging and Spin Glass Nature: A Study of NiO Nanoparticles
我们报告的平均尺寸为5 nm的NiO纳米粒子的磁化动力学的研究。直流磁化的温度和时间依赖性，磁弛豫（老化）和记忆现象的直流磁化的等待时间依赖性进行了研究与各种温度和磁场协议。我们观察到，该系统在场冷却和零场冷却磁化测量中显示出记忆和老化。这些实验表明，NiO纳米颗粒的磁性行为类似于自旋玻璃。我们认为，自旋玻璃行为起源于冻结的自旋在表面的单个粒子。
2009-09-09 cond-mat.mes-hall
Subnanosecond magnetization reversal of magnetic nanoparticle driven by chirp microwave field pulse
研究了线性下啁啾微波磁场脉冲驱动下单畴磁性纳米粒子的磁化反转。基于Landau-Lifshitz-Gilbert方程的数值模拟结果表明，单独的下啁啾脉冲能够引起亚纳秒级的磁化反转。在一定的初始频率和啁啾率范围内，所需的场幅值远小于定频微波场。快速反转是因为下啁啾微波场在磁性粒子穿过能垒之前和之后分别充当能量源和能量汇。将自旋极化电流附加地施加到系统进一步减小了微波场幅度。我们的研究结果为实现低成本和快速的磁化反转提供了一种新的途径。
2018-03-14 cond-mat.mes-hall
Tunable Magnetic Relaxation In Magnetic Nanoparticles
我们研究了弱耦合到源极和漏极的导电磁性纳米颗粒的磁化动力学，假设所有的弛豫来自与电极的电子交换。磁化动力学的特征在于弛豫时间$t_1$，其强烈地依赖于温度、偏置电压和栅极电压。虽然直接测量的纳米粒子的磁化可能是困难的，我们发现，$t_1$可以通过时间分辨的传输测量确定。对于栅极电压和偏置电压的适当选择，磁化执行偏置驱动的布朗运动，而不管各向异性的存在。
2003-07-10 cond-mat.mes-hall
Anomalous magnetic behavior of CuO nanoparticles
我们报告的温度，磁场和时间依赖性的氧化铜纳米粒子的大小为9 nm，13 nm和16 nm的磁化强度的研究。与其他反铁磁纳米粒子系统相比，纳米粒子显示出不寻常的功能。场冷却（FC）和零场冷却（ZFC）磁化曲线分叉高于Néel温度和ZFC磁化曲线中通常的峰值是不存在的。该系统没有表现出任何记忆效应，这与其他反铁磁纳米颗粒所表现出的通常行为形成鲜明对比。结果表明，CuO纳米粒子的非平衡行为是非常奇怪的，既不是超顺磁性的，也不是类自旋玻璃。
2010-01-21 cond-mat.mes-hall
Unusual non-equilibrium behavior of cupric oxide nanoparticles
我们报告的温度，磁场和时间依赖性的氧化铜纳米粒子的大小为9 nm，13 nm和16 nm的磁化强度的研究。与其他反铁磁纳米粒子系统相比，纳米粒子显示出不寻常的功能。场冷却（FC）和零场冷却（ZFC）磁化曲线分叉高于尼尔温度和通常的峰值ZFC磁化曲线是缺席。该系统没有表现出任何记忆效应，这与其他反铁磁纳米颗粒所表现出的通常行为形成鲜明对比。事实证明，CuO纳米颗粒的性质非常奇怪，既不是超顺磁性的，也不是类自旋玻璃的。
2009-07-24 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
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
Size-dependent spatial magnetization profile of manganese-zinc ferrite Mn0.2Zn0.2Fe2.6O4 nanoparticles
University of Luxembourg（卢森堡大学）；Università degli Studi di Firenze（佛罗伦萨大学）；ICCOM-CNR（国家研究委员会分子化学与催化研究所）；Technische Universität München（慕尼黑工业大学）；Heinz Maier-Leibnitz Zentrum (MLZ)（海因茨·迈尔-莱布尼茨中心）；General Numerics Research Lab（通用数值计算实验室）
本研究通过非偏振小角中子散射结合微磁模拟，探究不同尺寸锰锌铁氧体纳米颗粒的磁化构型，证实小颗粒均匀磁化、大颗粒磁化不均，且自旋无序随磁场增强被抑制，展现SANS检测微小磁化偏差的独特能力。
2019-10-28 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
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
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
Autoresonant control of the magnetization switching in single-domain nanoparticles
控制纳米器件中磁化切换的能力是开发快速可靠的信息存储和处理技术的关键一步。在这里，我们表明，开关动态可以有效地控制使用微波场缓慢变化的频率（自谐振）。与竞争方法相比，这种技术使我们能够将施加的场减少$30%$以上，而不需要微调场参数。对于纳米颗粒的线性链，这种效应甚至更引人注目，因为偶极相互作用往往会抵消温度的影响。所有磁矩的同时切换因此可以在纳秒时间尺度上有效地触发。
2014-10-08 cond-mat.mes-hall
Fast magnetization reversal of a magnetic nanoparticle induced by cosine chirp microwave field pulse
研究了圆偏振余弦啁啾微波脉冲（CCMP）驱动下单畴磁性纳米粒子的磁化反转。基于Landau-Lifshitz-Gilbert方程的数值结果表明，CCMP本身能够驱动快速且节能的磁化反转。与线性下啁啾微波脉冲相比，CCMP所需的微波场幅度和初始频率都要小得多。这是由于CCMP的频率变化与磁化旋进的频率变化紧密匹配而实现的，这导致磁性粒子在其越过能量势垒之前（之后）通过磁性粒子（从磁性粒子）有效的受激微波能量吸收（发射）。我们进一步发现，易平面形状各向异性的增强显着降低所需的微波振幅和CCMP的初始频率。我们还发现，有一个最佳的吉尔伯特阻尼快速磁化反转。这些发现为实现快速、低成本的存储器件提供了一条途径。
2021-09-15 cond-mat.mes-hall
Enhancing thermal stability of optimal magnetization reversal in nanoparticles
本研究针对微波场驱动纳米磁体磁化反转受热涨落破坏的问题，提出施加弱纵向磁场约束扰动动力学，从而抑制不稳定并提高高温下的开关概率。
2023-12-18 cond-mat.mes-hall
Thermally assisted magnetization reversal of a magnetic nanoparticle driven by a down-chirp microwave field pulse
研究表明，在零温极限下，线性下啁啾微波场脉冲（DCMWP）可以有效地实现单畴磁性纳米粒子的开关。然而，有限温度在实际中是普遍存在的。本文基于随机Landau-Lifshitz-Gilbert方程，研究了有限温度对DCMWP诱导磁化反转的影响。研究发现，DCMWP的三个控制参数（振幅、啁啾率或初始频率）中的任何一个都随温度的升高而减小，而另外两个参数则保持不变。发生反转的最高温度随系统尺寸的增大而增大。这些现象与各向异性引起的能垒随系统体积增大而增大，有效磁化强度随温度降低有关。我们还提供了一组最佳的参数，实际实现我们的建议。这些发现可能提供一种方法，以实现低成本和快速的磁化反转与宽工作温度。
2021-03-02 cond-mat.mes-hall
Saturation magnetization and band gap tuning in BiFeO$_3$ nanoparticles via co-substitution of Gd and Mn
本研究制备了Gd和Mn共掺杂的Bi $_{0.85}$ Gd $_{0.15}$ Fe $_{1-x}$ Mn $_x$ O $_3$（x=0.0-0.15）纳米粒子，研究了共掺杂对纳米粒子结构、光学、磁学和电学性质的影响。由于Gd和Mn同时取代BiFeO $_3$，晶体结构由菱方（R3 c）转变为正交（Pn 21 a），Fe-O-Fe键角和Fe-O键长也发生了变化。对于Bi $_{0.85}$ Gd $_{0.15}$ Fe $_{1-x}$ Mn $_x$ O $_3$纳米颗粒中Mn掺杂高达10%，饱和磁化强度（Ms）已经显著增强，然而，对于掺杂进一步增加高达15%，Ms已经再次开始降低。Gd和Mn在BiFeO $_3$纳米颗粒中的共取代也证明了与未掺杂的BiFeO $_3$相比光学带隙能量和电阻率的强烈降低。
2016-07-01 cond-mat.mes-hall
Field Dependence of Magnetic Disorder in Nanoparticles
磁性纳米颗粒的性能特性直接取决于其磁化弛豫和总磁矩，这些性能特性可用于医学、成像或传感器等领域。在通常假设的情况下，纳米颗粒具有恒定的总磁矩，其源自被自旋无序的表面区域包围的单畴颗粒核心的磁化。与此相反，这项工作证明了显着增加的磁矩的铁氧体纳米粒子与所施加的磁场。在低磁场下，均匀磁化的颗粒核最初在尺寸上与直径为12.8（2）nm的结构相干颗粒一致，表明磁性和结构无序之间的强耦合。施加的磁场逐渐使不相关的无序表面自旋变小，导致磁体积比结构相干的核心大20%以上。粒子内的磁无序能量急剧增加的缺陷丰富的表面所建立的磁场依赖性的磁化分布。因此，这些发现说明了纳米颗粒的磁化如何克服结构表面无序。这种粒子内磁化的新概念可用于其他磁性纳米颗粒系统，其中对自旋无序和相关磁各向异性的深入了解对于合理的纳米材料设计将是决定性的。
2020-07-24 cond-mat.mes-hall
Magnetization Reversal Across Multiple Serial Barriers in a Single Fe$_3$O$_4$ Nanoparticle
本研究测量了单个非单畴 Fe$_3$O$_4$ 纳米颗粒的磁翻转统计，发现其等待时间分布较单势垒预期发生强烈变窄，揭示了磁化反转是由最小能量路径中的多个串联势垒导致的。
2022-01-22 cond-mat.mes-hall
Unusual superparamagnetic behavior of Co3O4 nanoparticles
我们报告的平均尺寸为12.5 nm的Co3O4纳米粒子的磁性能的详细研究。磁化强度的温度和磁场依赖性，磁弛豫（老化）的等待时间依赖性，记忆效应和比热的温度依赖性进行了研究，以了解这些粒子的磁行为。我们发现，颗粒显示出纳米颗粒磁性的一些特征，如场冷（FC）和零场冷（ZFC）磁化率的分叉和磁化强度的缓慢弛豫。然而，奇怪的是，ZFC磁化峰值的温度与分叉温度一致，并且在施加高达1 kOe的磁场时不会偏移，这与大多数其他纳米颗粒系统不同。在FC和ZFC协议中，这些粒子的老化效应可以忽略不计，并且仅在FC协议中存在记忆效应。我们的研究结果表明，Co3O4纳米粒子构成了一个独特的系统，其中超顺磁性阻断开始高于Néel温度，在顺磁性状态。
2010-09-02 cond-mat.mes-hall
The influence of intergranular interaction on the magnetization of the ensemble of oriented Stoner-Wohlfarth nanoparticles
我们考虑了取向Stoner-Wohlfarth纳米粒子系综中粒子间相互作用对磁化反转的影响。要做到这一点，我们解决了一个动力学方程的整体系综磁化弛豫到其平衡值在一些有效的平均场。后场由外磁场和与上述磁化瞬时值成正比的相互作用平均场组成。我们表明，粒子间的相互作用影响的温度依赖性的矫顽场。这种影响本身表现为在$T>T_{b}$（$T_{b}$是所谓的阻断温度）下的显著的热变性。上述相互作用还可以导致在$T>T_{b}$处形成具有粒子磁矩的相关方向的“超铁磁”状态。如果总磁化强度有一个沿每个粒子的易磁化轴方向的分量，则这种状态具有双磁性。我们已经证明，在“超铁磁”状态的矫顽场不依赖于测量时间。该时间影响$T_{b}$和在$T<T_{b}$的矫顽场的温度依赖性。我们证实了我们的理论结果通过测量纳米颗粒膜（CoFeB）$_{x}$ -（SiO $_{2}$）$_{1-x}$与铁磁颗粒的浓度接近，但低于逾渗阈值。
2008-12-01 cond-mat.mes-hall
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
Orbital Magnetization of Quantum Spin Hall Insulator Nanoparticles
自旋和轨道自由度都对孤立原子的磁矩有贡献。然而，当插入晶体中时，原子的轨道矩被淬灭，因为缺乏旋转对称性，这在孤立时保护它们。因此，对磁性材料的磁化的主要贡献来自电子自旋。在这里，我们表明，量子自旋霍尔绝缘体的纳米岛可以主机强大的轨道边缘磁性时，其最高占用的Kramers双重被单独占用，升级到一个电荷电流的自旋边缘电流。由此产生的轨道磁化与大小成线性比例，超过了几纳米大小的岛屿的自旋贡献。这种线性标度是狄拉克边缘态所特有的，与量子环中的薛定谔电子非常不同。模拟Bi（111）薄片，其边缘状态最近已被观察到，我们表明，轨道磁化相对于无序，热搅动，岛的形状和边缘的结晶方向是强大的，反映了其拓扑保护。
2015-09-09 cond-mat.mes-hall
Magnetic instability induced by tunnel current in single Co nanoparticles
测量了单个Co纳米颗粒在稀释制冷机温度下的磁滞回线。纳米颗粒通过隧道结与块状Al引线电接触。隧道电流对磁场显示磁滞回线。通过电流降低磁切换场，并且可以通过施加电压脉冲来切换纳米颗粒的磁化，这表明纳米颗粒的磁稳定性被电子输运减弱。大电流可以驱动磁化的额外转变和随机切换。
2012-07-08 cond-mat.mes-hall
Effect of mechanical stresses on the coercive force of the heterophase non-interacting nanoparticles
单轴应力对非相互作用的纳米颗粒的系统的磁化强度的影响的理论分析是通过一个例子的磁赤铁矿，外延涂覆钴铁氧体的异相颗粒。结果表明，拉伸导致矫顽力的降低$H_c$，和压缩导致其增长。纳米颗粒的剩余饱和磁化强度$I_{rs}$不变。随着界面交换作用的增加，矫顽力呈非单调变化
2012-01-08 cond-mat.mes-hall
Approaches for modeling magnetic nanoparticle dynamics
磁性纳米粒子是有用的生物探针以及治疗剂。已经有几种方法用于为布朗旋转和Néel旋转建模纳米颗粒磁化动力学。磁化强度往往是感兴趣的，可以与实验结果进行比较。在这里，我们总结了这些方法，包括Stoner-Wohlfarth方法，和随机方法，包括热波动。与非平衡态相关的温度效应可以用分布函数方法（福克-普朗克方程）或随机微分方程（朗之万方程）来描述。从这些一般方法中可以推导出几种制度的近似模型，以简化实施。
2015-05-10 cond-mat.mes-hall
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
Magnetization reversal by uniform rotation (Stoner-Wohlfarth model) in f.c.c. cobalt nanoparticles
高灵敏度超导量子干涉仪（SQUID）与高质量纳米粒子的结合允许检查由Neel，Stoner和Wohlfarth在50多年前提出的描述均匀旋转的磁化反转的最简单的经典模型。采用电子束光刻法制备了微米级的SQUID，并采用电弧放电法合成了纳米粒子。几乎所有的f.c.c. Co纳米颗粒显示出占主导地位的单轴磁各向异性。这一结果表明，孪晶界和堆垛层错强烈改变立方磁晶各向异性，导致占主导地位的单轴各向异性。然而，很少有粒子是足够的“完美”，以显示一个更复杂的开关场表面和开关场的场路径依赖性，这是立方磁晶各向异性的重要标志。
2001-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetization of superparamagnetics in the state of mechanical anisotropy
某些纳米颗粒的磁各向异性的内能甚至在室温下也超过了热能。纳米颗粒的强磁各向异性可以显著影响磁性流体的磁化过程。如果纳米颗粒系统处于其中颗粒的各向异性轴具有相同方向的机械各向异性状态，则这种影响是显著的。在这项工作中，它表明，磁流体的磁化曲线在机械各向异性的状态是显着不同的朗之万。它位于朗之万和双曲正切曲线之间，随着各向异性的增加，逐渐呈现双曲正切形状。它还表明，在粉末样品的情况下，机械各向异性导致居里定律的大量定量变化。
2016-01-22 cond-mat.mes-hall
Size effect on the hysteresis characteristics of a system of interacting core/shell nanoparticles
本文建立了一个矿/壳纳米粒子相互作用模型，分析了Fe/Fe_3O_4纳米粒子的矫顽场H_c、饱和磁化强度Ms和饱和磁化强度Ms与核壳界面交换作用、纳米粒子尺寸及其相互作用的关系。结果表明，滞后特性随着纳米颗粒尺寸的增大而增大。当界面交换作用常数由负值变为正值时，Hc和Mrs呈非单调变化。在核/壳纳米粒子体系中，磁相互作用导致了Hc和Mrs的下降，实验证实了这一点。用途：二次出版物和信息检索目的。
2015-11-05 cond-mat.mes-hall
Spin glass behavior of gelatin coated NiO nanoparticles
我们报告的明胶包覆的NiO纳米粒子的平均尺寸为7 nm的磁性研究。研究了直流磁化的温度和时间依赖性、磁弛豫（老化）的等待时间依赖性、直流磁化的记忆效应和交流磁化率的频率依赖性。我们观察到，包覆NiO纳米粒子的磁行为与裸纳米粒子的磁行为有很大不同。颗粒的磁矩高度增强，并且ZFC磁化数据除了通常的高温峰（Tp 2 =170 K）之外，在低温下显示尖锐的峰（Tp 1 = 15 K）。我们观察到，该系统具有各种特性的自旋玻璃的行为和Tp 2对应的平均冻结温度。我们认为，这种行为是由于表面自旋冻结在一个粒子。然而，低温峰的性质是不明确的，因为在Tp 1以下，观察到的一些特征是超顺磁性阻挡的特征，而一些其它特征对应于类似自旋玻璃的行为。
2011-04-11 cond-mat.mes-hall
Non-equilibrium effects in the magnetic behavior of Co_3O_4 nanoparticles
本文详细研究了反铁磁Co_3O_4纳米粒子的非平衡磁行为。磁化强度的温度和磁场依赖性，磁弛豫（老化）的等待时间依赖性，记忆效应和比热的温度依赖性进行了研究，以了解这些粒子的磁行为。我们发现，该系统显示出纳米颗粒磁性的一些特征，如场冷（FC）和零场冷（ZFC）磁化率的分叉和磁化强度的缓慢弛豫。然而，奇怪的是，ZFC磁化峰值的温度与分叉温度一致，并且在施加高达1 kOe的磁场时不偏移，这与大多数其他纳米颗粒系统不同。在FC和ZFC协议中，这些粒子的老化效应可以忽略不计，并且仅在FC协议中存在记忆效应。我们估计Néel温度通过使用Fisher的关系，以及直接通过测量的比热，从而测试的Fisher的关系的有效性的纳米粒子。我们发现，Co3O4纳米粒子构成了一个独特的反铁磁系统，开发一个磁矩在顺磁状态，因为反铁磁相关，并进入一个阻塞状态以上的Néel温度。
2011-02-11 cond-mat.mes-hall
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
Magnetic properties of nanoparticles in the Bethe-Peierls approximation
在这项工作中，我们提出了一种新的方法来计算磁性纳米粒子的经典性质。基于Bethe-Peierls（对）近似，我们开发了一个简单的系统的经典磁化的自旋在纳米粒子内的任何位置的方程。最近的相互关联的伊辛自旋的处理，该方法可以推广到各种晶格对称性。主方程求解的Glauber动力学（单自旋翻转），以获得磁化的时间演化。通过计算磁滞回线以及非均匀纳米颗粒的场冷却（FC）和零场冷却（ZFC）磁化曲线，证明了该模型的能力。本方法可以替代通常复杂和耗时的方法在微磁学。
2001-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Preparation, structural and magnetic studies on BiFe1-xCrxO3 (x=0.0, 0.05 and 0.1) multiferroic nanoparticles
在不使用任何溶剂的情况下，通过燃烧法制备BiFe 1-xCrxO 3（x=0.0，0.05和0.1）纳米颗粒。所有合成的纳米颗粒都是单相的，形状接近球形，结晶为扭曲的钙钛矿结构和空间群R3 c，平均晶粒尺寸为40 nm。BiFeO 3纳米颗粒的室温磁化强度大于体相。增加Cr掺杂导致磁化强度和矫顽力的增加。Fe ~（3+）和Cr ~（3+）原子之间的强超交换作用可能导致Cr掺杂的磁化强度增加。这些纳米粒子的穆斯堡尔谱数据显示有序的磁性状态，其中Fe原子处于3+氧化态。
2015-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Disorder-Induced Complex Magnetization Dynamics in Planar Ensembles of Nanoparticles
利用数值模拟研究了纳米粒子二维（$l^{}_x\times l^{}_y$）组装体中磁弛豫特性与面外位置无序强度$Δ(\%)$的关系.这种缺陷在实验制造的纳米结构中被大量观察到，导致不寻常的磁化动力学。对于小且可忽略的偶极相互作用强度$h^{}_d\leq0.2$，磁化强度呈指数衰减。在这种情况下，磁化弛豫不依赖于$Δ$和纵横比$A^{}_r=l^{}_y/l^{}_x$，如预期的。在类正方形MNP系综和完全有序体系（$Δ(\%)=0$）中，随着$h^{}_d$的增加，磁化强度迅速弛豫.因此，有效Néel弛豫时间$τ^{}_N$随着$h^{}_d$而减小。足够强度的偶极相互作用促进这种系统中的反铁磁耦合，导致快速磁化衰减。值得注意的是，面外无序激发磁矩在大$h^{}_d$存在下发生铁磁相互作用，即使在MNP的方形组装中也是如此。结果，磁化弛豫减慢，导致在这种情况下随着$Δ$和$h^{}_d$的增加，$τ^{}_N$单调增加。值得注意的是，在具有大$h^{}_d$的高度各向异性系统中存在延长的磁化衰减。在这种情况下，偶极相互作用沿系统的长轴诱导铁磁耦合。因此，对于大的$h^{}_d$，磁化停止作为时间的函数弛豫，而与无序强度$Δ(\%)$无关。本工作可以提供一个具体的理论基础，以解释在实验中观察到的意外松弛行为。这些结果在数字数据存储和基于自旋电子学的应用中也是有益的，其中这种纳米结…
2021-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exchange Bias in BiFe_{0.8}Mn_{0.2}O_3 Nanoparticles with an Antiferromagnetic Core and a Diluted Antiferromagnetic Shell
我们已经观察到传统的签名的交换偏置（EB），在场冷却（FC）的磁滞回线，和培训效果的形式，在BiFe0.8Mn0.2O3纳米粒子。通过中子衍射、热剩余磁化强度和等温剩余磁化强度测量，发现纳米颗粒本质上是核-壳结构，由反铁磁（AFM）核和具有净磁化强度的2维稀释AFM（DAFF）壳组成。场。使用Binek模型的训练效果数据的分析表明，所观察到的环路移位完全是由于核和壳之间的界面交换耦合而产生的，DAFF壳对总环路移位的内在贡献为零。在室温下观察到一个显着的高值的EB场。本研究有助于了解EB的起源在其他DAFF为基础的系统以及。
2011-05-11 cond-mat.mes-hall
Collective magnetic response of CeO2 nanoparticles
不含磁性阳离子的宽带隙氧化物纳米颗粒和薄膜的磁性是一个未解之谜。由于许多实验数据的不可重复性和缺乏任何普遍接受的理论解释，进展受到阻碍。特征信号是一条几乎无滞后、与温度无关的磁化曲线，该曲线在比磁化强度大几个数量级的外加磁场中饱和。看起来似乎只有<0.1%的体积分数的样品是磁性的，而且这个问题的能量尺度对于自旋磁性来说是异常高的。在这里，我们研究的效果分散4纳米CeO 2纳米粒子与粉末的γ-Al 2 O3，糖或乳胶微球。的饱和磁化强度，Ms ~ 60 A/m的紧凑的样品，是最大化的1重量%的镧掺杂。分散CeO 2纳米粉末使其磁矩降低高达一个数量级。CeO 2纳米粒子团簇的磁性存在一个100 nm量级的特征长度尺度。这一现象解释在一个巨大的轨道顺磁性，出现在相干介观域由于共振相互作用的真空电磁场的零点波动。该理论解释了所观察到的温度无关的磁化曲线及其掺杂和色散依赖性，基于300 nm的长度尺度，其对应于磁性CeO 2纳米颗粒的UV吸收光谱中的最大波长。相干畴约占样品体积的10%。
2016-01-19 cond-mat.mes-hall
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
Magnetization processes in non single domain magnetite particles
本文通过数值模拟研究了具有不同半轴比和组合磁各向异性的磁铁矿纳米颗粒的磁化反转过程，确定了 curling 模式成核的临界直径，并分析了取向与随机取向集合体的磁滞回线、剩余磁化强度和矫顽力随颗粒直径的变化规律。
2024-05-05 cond-mat.mes-hall
Size-dependent magnetization fluctuations in NiO nanoparticles
研究了NiO纳米颗粒的有限尺寸和表面粗糙度对磁化强度的影响。由于这些效应，反铁磁纳米颗粒产生大的磁矩。在没有表面粗糙度的情况下，磁矩对颗粒尺寸$R$具有非单调和振荡依赖性，波动幅度随$R$线性变化。在计算净磁矩时，粒子的几何形状也很重要。扁球体形状的颗粒通过增加颗粒的扁率而显示出净磁矩的增加。然而，与各种尺寸的实验值相比，由此计算的磁矩值非常小，这表明体反铁磁结构可能无法保持在表面附近。我们将在两种不同的方式的表面粗糙度;一个有序的表面与表面自旋内的表面粗糙度壳对齐由于内部字段，和一个无序的表面与随机取向的自旋内表面粗糙度壳。采用变分方法，我们发现，核心的相互作用强度被修改为非平凡值的$Δ$，这是一个签名的多亚晶格有序的纳米粒子。表面粗糙度尺度$Δ$也显示出尺寸依赖性波动，具有包络衰减$Δ\sim R^{-1/5}$。对于不同尺寸的样品，利用球形和有序表面计算的净磁矩值与实验值接近。
2010-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Equilibrium properties of assembly of interacting superparamagnetic nanoparticles
利用随机Landau-Lifshitz方程研究了超顺磁性纳米粒子均匀分布在一个有序矩阵中的相互作用组装体的弛豫过程和平衡磁化强度。对于弱相互作用的组件的平衡磁化被证明是偏离朗之万定律在中等和大磁场的范围内，由于磁各向异性能量的影响。对于具有明显磁偶极相互作用影响的致密组件，揭示了初始磁化率对组件密度的显著依赖性。初始磁化率和相应的Langevin磁化率之间的差异可以作为磁偶极相互作用对组装性能的影响的指示。提出了一种新的自洽方法来解释相互磁偶极相互作用对超顺磁性纳米粒子致密组装行为的影响。在热力学平衡状态下，计算了作用于磁性纳米粒子的无规磁场各分量的几率密度。这些成分的自洽概率密度被发现是接近高斯分布。结果表明，作为密度的函数的平衡组装磁化强度的降低可以解释由随机磁场对粒子磁矩的迷失方向效应。
2020-03-30 cond-mat.mes-hall
Quantitative measurement of the magnetic moment of an individual magnetic nanoparticle by magnetic force microscopy
我们证明了使用磁力显微镜（MFM）的单个磁性纳米粒子（MNP）的磁化强度的定量测量。通过使用具有示踪确定的磁化的MNP参考样品校准MFM信号来实现定量测量。实验证明，在环境条件下，磁矩的分辨率为10^（-18）Am ^2量级，目前这一分辨率受到针尖的磁矩和仪器噪声水平的限制。该校准方案可以应用于几乎任何MFM和尖端，从而允许广泛的未来应用，例如在纳米磁学和生物技术。
2010-02-19 cond-mat.mes-hall
Synthesis and Characterization of Nanocomposites of Fe Nanoparticles and Activated Carbon
我们已经合成了块状形式的Fe纳米颗粒和活性炭的超顺磁性纳米复合材料。本文将活性炭的多孔性和纳米铁的磁性结合起来，通过机械混合的方法将两者按不同比例混合，制备出纳米复合材料。这些纳米复合材料的特征在于各种表征技术，如X射线衍射（XRD），透射电子显微镜（TEM），磁化测量和穆斯堡尔谱。所观察到的XRD图谱在2θ = 44.8度处显示出最强的峰，其对应于体心立方相的纯Fe的（110）面。通过TEM成像获得的平均颗粒尺寸在20 nm的范围内，这低于Fe纳米颗粒处于超顺磁相所需的极限。通过磁化强度测量和穆斯堡尔谱证实了纳米复合材料的超顺磁性和痕量铁磁相。通过Langavin函数拟合的磁化强度与磁场曲线计算的颗粒尺寸与从TEM成像获得的尺寸在定性上很好地一致。
2014-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Numerical Analysis of the Nanoparticle Dynamics in a Viscous Liquid: Deterministic Approach
研究了在均匀磁场和梯度磁场共同作用下，粘性液体中单畴铁磁纳米颗粒的确定性动力学行为。假设梯度场与时间成谐波关系，均匀场有垂直和平行于梯度场的两个分量。我们还假设各向异性磁场如此强以致于纳米颗粒磁化沿着各向异性轴，即，磁化矢量被"冻结"到粒子体中。在这些假设和忽略惯性效应的情况下，我们推导出描述粒子的旋转和平移运动的力矩和力平衡方程。我们将这些方程简化为磁化角和粒子坐标的两个耦合方程，在很宽的系统参数范围内对它们进行数值求解，并分析了均匀磁场的平行分量的作用。它示出，特别是，纳米粒子执行周期性的旋转和平移运动，如果均匀磁场的垂直分量是不存在的。相反，在该组分存在下的纳米颗粒动力学变得非周期性，导致纳米颗粒的漂移运动（定向运输）。通过分析磁化角和粒子坐标的短时和长时依赖关系，我们发现均匀磁场的平行分量的增加会降低粒子在固定时间内的位移和在梯度磁场的每个周期上的平均漂移速度。
2021-12-02 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Time depending magnetization of nanoparticles under radiofrequency fields: Experimental relaxation time in water for solid-liquid transition
本文建立了以弛豫时间τ和平衡磁化强度表达时间依赖磁化M(t)的理论公式，提出从实验M(t)直接测定磁性纳米颗粒有效τ及由一次谐波获取SAR的方法，并用于解释固-液转变中τ的变化。
2024-06-05 cond-mat.mes-hall
Size-induced Exchange Bias in Single-phase CoO Nanoparticles
本研究发现单相CoO纳米颗粒随尺寸减小会出现两种磁相，其交换偏置效应源于反铁磁核与无序表面自旋壳层的交换耦合，揭示了尺寸效应对磁有序的调控作用。
2024-04-12 cond-mat.mes-hall
Beating the superparamagnetic size limit of nanoparticles on a ferroelectric substrate
当减小纳米级磁性颗粒的尺寸时，它们的磁化强度变得容易受到接近超顺磁性极限的热波动的影响，从而阻碍了依赖于稳定磁化强度的应用。在这里，我们从理论上表明，磁电耦合到铁电衬底呈现可能的实现实质上更小的纳米团簇与热稳定的磁化。对于团簇大小的估计，我们进行计算与铁电钛酸钡基板上的铁纳米粒子的现实材料参数。我们发现，转向极化的钛酸钡与电场影响的磁性沉积的磁性团簇。这些发现指出了一种新的超顺磁性复合材料。
2013-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal effect on microwave pulse driven magnetization switching of Stoner particle
本文基于随机Landau-Lifshitz-Gilbert方程，研究有限温度对余弦啁啾微波脉冲（CCMP）驱动Stoner纳米粒子磁化翻转的影响，明确了最高有效温度的变化规律及相关参数特性，为实际器件应用提供参考。
2023-08-25 cond-mat.mes-hall
1,000-Fold Enhancement of Light-Induced Magnetism in Plasmonic Au Nanoparticles
磁的超快光学控制策略几十年来一直是激烈研究的主题，因为磁存储器，自旋电子学和量子计算等技术的潜在影响，以及在光学隔离和非互易性等应用中的非线性光学控制和调制的机会。在这里，我们报告的第一个实验量化的等离子体金纳米粒子由于逆法拉第效应（IFE）的光致磁化。发现纳米颗粒中的感应磁矩比在块状Au中观察到的大约1，000倍，并且比来自优化的磁性纳米颗粒胶体（例如磁铁矿）的磁矩大约20倍。此外，磁化和退磁动力学是瞬时的亚皮秒的时间分辨率内，我们的研究，支持相干转移的角动量从圆极化激发的电子气的轨道角动量的机制。
2019-04-25 cond-mat.mes-hall
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
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
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
Oxygen vacancy enhanced room temperature ferromagnetism in Al-doped MgO nanoparticles
我们已经研究了室温铁磁秩序，开发铝取代氧化镁，Mg（Al）O，纳米粒子与Al分数高达5原子%。所有样品，包括未掺杂的MgO纳米颗粒，都表现出室温铁磁性，饱和磁化强度在2at.%时达到最大值0.023 emu/g。X-射线光电子能谱学确定了掺杂和未掺杂MgO纳米颗粒中氧空位的存在，真空退火后Mg（Al）O的空位浓度增加，导致饱和磁化强度增加2倍。Al掺杂的MgO。我们的研究结果表明，氧空位在很大程度上负责在MgO的室温铁磁性。
2013-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
