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
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
Analysis of First Order Reversal Curves in the Thermal Hysteresis of Spin-crossover Nanoparticles within the Mechanoelastic Model
最近获得的自旋交叉纳米粒子是可能的候选人在记录介质行业的应用程序作为材料的数据存储，或作为压力和温度传感器。对于这些应用，分子间相互作用和自旋交叉纳米颗粒之间的相互作用是极其重要的，因为它们可能是触发两个稳定相之间的转变的基本因素：高自旋和低自旋相。为了找到尺寸和相互作用的分布与转变温度分布之间的相关性，我们应用FORC（一阶Reynolds曲线）方法，使用基于机械弹性模型的模拟，该模型应用于由弹簧连接的分子组成的二维三角形晶格，并嵌入表面活性剂中。我们考虑两个高斯分布：一个是纳米颗粒的尺寸，另一个是边缘自旋交叉分子和表面活性剂分子之间的弹性相互作用。为了解开的动力学和非动力学部分的FORC分布，我们比较了不同的温度扫描速率得到的结果。我们还表明，存在几个较大的颗粒在周围小得多的颗粒为中心的分布显着增加的滞后宽度。
2015-01-06 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Switching of Magnetic Moments of Nanoparticles by Surface Acoustic Waves
我们报告的纳米粒子的表面声波（SAW）的磁化反转的证据。该实验系统由分散在压电基板上的孤立的磁铁矿纳米颗粒组成。从饱和状态的磁弛豫变得显着增强的SAW的存在下，在一个恒定的温度下的基板。松弛声表面波功率和频率的依赖关系进行了研究。这种效应是由纳米颗粒中SAW产生的有效交流磁场解释的。
2017-06-30 cond-mat.mes-hall
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
Magnetic states and ferromagnetic resonance in geometrically frustrated arrays of multilayer ferromagnetic nanoparticles ordered on triangular lattices
我们提出了一个理论研究的静磁相互作用效应的几何阻挫阵列的各向异性多层铁磁纳米粒子排列在不同的空间配置系统与三角对称。我们表明，层间静磁相互作用显着扩大的机会，创造磁阻挫系统。讨论了静磁相互作用在磁化反转过程中的作用以及控制这类系统铁磁共振谱的可能性。
2014-02-04 cond-mat.mes-hall
Single nanoparticle measurement techniques
简要回顾了各种单粒子测量技术，并讨论了一种新的微型SQUID技术的基本概念。它可以在低温下测量单个纳米尺寸颗粒的磁化反转。讨论了测量技术对感兴趣系统的影响。
1999-12-07 cond-mat.mes-hall
Emergent electromagnetism induced by topological defects created during magnetization reversal in nanowires
我们报告说，在铁磁纳米粒子的不可逆磁化切换过程是由拓扑点缺陷的形式的刺猬反刺猬对的形成和动力学。在成核之后，这些对以超过畴壁速度的速度快速分离，并且它们产生螺线管特性和相当大的幅值的新兴电场。
2017-11-09 cond-mat.mes-hall
Shape anisotropy effect on magnetization reversal induced by linear down chirp pulse
研究了形状各向异性对圆极化线性下啁啾微波场脉冲（DCMP）驱动下单畴磁性纳米粒子磁化反转的影响。基于Landau-Lifshitz-Gilbert方程，数值计算结果表明，DCMP的三个控制参数，即微波振幅、初始频率和啁啾率，随着形状各向异性的增加而减小。对于某些形状的各向异性，反转时间显着减少。这些发现与形状各向异性和单轴磁晶各向异性的竞争有关，从而与分离两个稳定态的能垒高度有关。磁化反转阻尼特性的研究结果表明，对于一定的样品形状，存在一个最佳阻尼位置，在该位置磁化最快。此外，它也表明，所需的微波场的振幅可以通过施加自旋极化电流同时降低。建议使用微波场脉冲和电流的最佳组合，以实现成本效益和更快的开关。因此，这些发现可能提供知识，以制造的形状的单畴纳米粒子的快速和节能的磁性数据存储设备。
2021-10-02 cond-mat.mes-hall
Low-Noise YBa$_2$Cu$_3$O$_7$ NanoSQUIDs for Performing Magnetization-Reversal Measurements on Magnetic Nanoparticles
采用聚焦离子束构图技术制备了基于晶界约瑟夫森结的YBa $_2$ Cu $_3$ O $_7$（YBCO）直流纳米超导量子干涉器件（nanoSQUID）。在4.2 $\,$ K在磁屏蔽环境中的电传输和噪声特性的表征产生一个非常小的电感$L$的几个pH值的优化的设备的几何形状。这又导致在热白噪声极限中磁通噪声$<50\,{\rm n}Φ_0/{\rm Hz}^{1/2}$的值非常低，这产生几个$μ_{\rm B}/{\rm Hz}^{1/2}$的自旋灵敏度（$Φ_0$是磁通量量子，而$μ_{\rm B}$是玻尔磁子）。我们观察到依赖于频率的过量噪声高达7 $\,$ MHz，这只能部分消除偏置反转读出。这表明未知来源的波动的存在下，可能与缺陷引起的自旋在SrTiO $_3$基板。我们展示了潜在的使用YBCO nanoSQUID的小自旋系统的调查，通过放置一个39 $\,$ nm直径的Fe纳米线，封装在碳纳米管，顶部的非优化的YBCO nanoSQUID和通过测量的Fe纳米线的磁化反转耦合到nanoSQUID的磁通量的变化。铁纳米线的磁化反转后测得的磁通信号是在非常好的协议与估计值，和确定的开关字段指示通过卷曲模式的纳米线的磁化反转。
2015-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Mesoscopic Resistance Fluctuations in Cobalt Nanoparticles
我们目前的测量介观电阻波动的钴纳米粒子和研究如何波动与偏置电压，偏置指纹，响应磁化反转过程。当畴成核或湮灭时，偏置指纹重新排列。畴壁引起电子波函数相移$\approx 5π$。相移不是由Aharonov-Bohm效应引起的;我们解释了它是如何从错误跟踪效应中产生的，在错误跟踪效应中，电子自旋相对于畴壁内的时刻在方向上滞后。Co在$0.03K$处的退相时间很短，$τ_ϕ\sim ps$，这归因于强的磁晶各向异性。
2006-04-26 cond-mat.mes-hall
Noise-induced effects in magnetization reversal and chirality control of circular array of single-domained nanomagnets
利用Landau-Lifshits模型，研究了噪声对五个圆形磁性纳米颗粒组成的五边形阵列涡旋态高速重磁化过程的影响。计算了逆时针涡度和顺时针涡度反转的平均转换时间及其标准差。它已被证明，与反转的脉冲具有正弦形状，最佳的脉冲持续时间存在，它最小化的平均开关时间（MST）和标准偏差（SD）。此外，MST和SD都显著依赖于反向磁场与五边形边缘之间的角度，最佳角度大致为10度。此外，它表明，驱动场的角度，持续时间和幅度的优化导致MST和SD显着降低。特别地，对于所考虑的参数，MST可以从60 ns减小到2-3 ns。这种磁性纳米颗粒链可以有效地用作磁阻存储器的元件，并且在300 K的温度下，观察到该元件的稳定操作直到相当小的纳米颗粒尺寸（半径为20 nm）。
2010-12-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Magnetic vortices as efficient nano heaters in magnetic nanoparticle hyperthermia
磁涡旋存在于尺寸大于单畴直径的软磁纳米颗粒中，可以作为生物医学应用中的高效纳米加热器。使用微磁学数值模拟，我们证明了在最佳的颗粒直径范围内的球形铁和磁铁矿纳米颗粒的涡旋的磁化反转是可能的外部交变磁场的中等幅度。与超顺磁性纳米颗粒的情况相反，对于涡旋构型，磁滞回线面积作为频率的函数增加。从而在1.0MHz的频率下可以获得大约1 kW/g的高的比吸收率值。因为非单畴粒子的直径D比超顺磁性粒子的直径d大几倍，所以涡旋的热生成体积变得大许多倍。这显示了涡旋构型在生物医学应用中用于在交变磁场中产生热量的优势。
2017-08-31 cond-mat.mes-hall
Magnetization ground state and reversal modes of magnetic nanotori
在这项工作中，通过微磁学模拟，我们研究了环形纳米磁体的磁性。得到了不同环半径和极半径长宽比下的磁化基态。磁滞曲线也得到了，证明存在两个反转模式取决于几何形状：涡旋模式和相干旋转。环形和圆柱形纳米颗粒之间的比较已经进行证明，nanotori可以容纳一个漩涡的基态为较小的体积比圆柱形纳米环。这一点很重要，因为如果将涡旋用作信息位，则纳米环面允许更高密度的数据存储。
2016-03-24 cond-mat.mes-hall
Magnetic Skyrmions in FePt Square-Based Nanoparticles Around Room-Temperature
采用微磁学模拟方法研究了具有垂直磁晶各向异性（MCA）的正方形平行六面体磁性FePt纳米颗粒在室温附近的磁化反转过程中形成的磁skyrmions。采用有限差分法求解Landau-Lifshitz-Gilbert方程。探测到了显示Néel skyrmionic形成的磁性配置。通过改变外磁场、长方体磁性纳米粒子的边长和宽度，可以在不同的体系中产生磁性Skyrmions。微磁配置揭示了各种状态，其中包括skyrmion纹理与一个独特的skyrmion形成，并在室温附近的一系列外部场稳定。所形成的Néel skyrmion的尺寸被计算为外场、温度、MCA和纳米颗粒的几何特征长度的函数，其可以被调节以根据需要产生直径低至12 nm的Néel型skyrmion。微磁学模拟表明，在270 - 330 K的温度范围内，可以为缺乏手性相互作用的FePt磁性纳米颗粒系统（如Dzyaloshinskiii-Moriya）创建稳定的skyrmions。
2022-09-10 cond-mat.mes-hall
Dynamics of particles with cubic magnetic anisotropy in a viscous liquid
通过求解单位磁化强度矢量的随机Landau-Lifshitz方程和描述纳米粒子在液体中空间取向的多粒子指向矢随机方程，计算了具有立方各向异性的球形铁纳米粒子在粘性液体中的稀组装体的比吸收率（SAR）.在低幅值和足够高幅值的交变磁场下，分别揭示了颗粒的粘性和磁性磁化反转模式。在相同的外加磁场振幅和频率下，铁纳米颗粒组装体的SAR显着超过具有单轴各向异性的铁氧化物纳米颗粒的SAR。线性响应理论仅在小磁场幅值H 0 < 50 - 70 Oe时有效。
2021-05-25 cond-mat.mes-hall
Micro-SQUID technique for studying the temperature dependence of switching fields of single nanoparticles
提出了一种改进的微SQUID技术，使我们能够测量的温度依赖性的磁化开关场的单纳米粒子远高于临界超导温度的SQUID。我们的第一个测量3纳米钴纳米颗粒嵌入在铌矩阵进行比较，尼尔布朗模型描述的磁化反转通过热激活在一个单一的各向异性障碍。
2001-06-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Zero-field magnetization reversal of two-body Stoner particles with dipolar interaction
纳米磁性最近引起了爆炸性的关注，特别是因为在信息产业中的巨大潜在应用，例如新的硬盘技术，赛道存储器[1]和逻辑器件[2]。最近的技术进步[3]允许制造单畴磁性纳米颗粒（Stoner颗粒），其磁化动力学已经在实验和理论上被广泛研究，涉及磁场[4-9]和/或通过自旋极化电流[10-20]。从工业的角度来看，重要的问题包括降低临界开关场$H_c$，以及实现短的反转时间。在这里，我们预测一个新的技术前景：$H_c$可以显着降低（包括$H_c=0$）通过适当的工程偶极-偶极相互作用（DDI）在两个同步的斯通纳粒子的系统。在这里，在修改的Stoner-Wohlfarth（SW）限制，上述两个目标都可以实现。实验的可行性，实现我们的建议，说明了钴纳米粒子的例子。
2010-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Superparamagnetic dynamics and blocking transition in Fe$_3$O$_4$ nanoparticles probed by vibrating sample magnetometry and muon spin relaxation
采用振动样品磁强计和μ子自旋弛豫（$μ$ SR）技术对Fe $_3$ O $_4$纳米粒子组装体的磁性进行了详细的研究。研究了平均粒径分别为5 nm和20 nm的两种样品。对于这两个样品，磁力和$μ$ SR结果显示出在高温下的超顺磁状态和在低温下的磁阻塞状态的清晰特征。的$μ$ SR数据表明，从超顺磁性的阻断状态的过渡逐渐发生在整个样品体积在一个广泛的温度范围内，由于每个样品的有限的粒度分布。对于5 nm样品，转变发生在约3 K和45 K之间，对于20 nm样品，转变发生在150 K和300 K之间。进一步分析磁力测量和$μ$ SR数据以产生微观磁性参数的估计，包括纳米颗粒自旋翻转激活能$E_A$、磁各向异性$K$和固有纳米颗粒自旋反转尝试时间$τ_0$。这些结果突出了关于磁性纳米颗粒的互补信息，所述磁性纳米颗粒可以通过本体磁性探针（例如磁力测定法）和局部磁性探针（例如$μ$ SR）获得。
2021-01-01 cond-mat.mes-hall
NanoSQUID magnetometry of individual cobalt nanoparticles grown by focused electron beam induced deposition
我们演示了低噪声纳米超导量子干涉器件（SQUID）的高临界场和高临界温度超导体YBa $_2$ Cu $_3$ O $_7$（YBCO）的基础上的操作作为超灵敏磁强计的单个磁性纳米粒子（MNP）。纳米SQUID利用YBCO晶界的约瑟夫森行为，并已通过聚焦离子束铣削图案化。这允许精确地限定SQUID的横向尺寸，以便在纳米环和各个MNP之间实现大的磁耦合。通过聚焦电子束诱导沉积，直接在传感器表面生长出典型尺寸为几十纳米的钴MNP，具有纳米空间分辨率。值得注意的是，nanoSQUID在极宽的施加磁场（-1 T $< μ_0 H <$ 1 T）和温度（0.3 K $< T<$ 80 K）范围内工作。所有这些特征一起使我们能够在不同的环境条件下进行磁化测量，并检测具有磁矩（1 - 30）$\times 10^6\,μ_{\rm B}$的单个Co MNP的磁化反转。根据粒子的尺寸和形状，我们区分了两种不同的磁性状态，产生不同的反转机制。的磁化反转是热激活的能量障碍，这已被量化的（准）单畴粒子。我们的测量不仅显示了YBCO nanoSQUID可实现的高灵敏度，而且还表明这些传感器是用于调查单个纳米磁体特性的特殊磁力计。
2016-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Single femtosecond laser pulse excitation of individual cobalt nanoparticles
纳米尺度下的激光诱导磁性操纵是一个快速发展的研究课题，在自旋电子学中具有潜在的应用。在这项工作中，我们解决的散射截面，热效应，和激光能量密度上的单个飞秒激光脉冲激发的磁性纳米粒子的磁性，结构和化学稳定性的作用。我们发现，从飞秒激光脉冲的纳米粒子的能量转移是有限的瑞利散射截面，结合光吸收的支持基板和保护层确定的纳米粒子温度的增加。我们调查个别钴纳米粒子（8至20 nm的大小）作为一个原型模型系统，使用X射线光电子显微镜和扫描电子显微镜后，激发单飞秒激光脉冲的不同强度和偏振。与计算结果一致，我们发现没有确定性或随机反转的纳米粒子的磁化强度超快退磁或全光开关通常报告在薄膜。相反，在更高的能量密度下，激光脉冲激发导致纳米颗粒与保护层的光化学反应，这导致磁性的不可逆变化。基于我们的研究结果，我们讨论了在隔离的纳米磁体中实现激光诱导开关所需的条件。
2020-11-24 cond-mat.mes-hall
Classical and quantum magnetization reversal studied in nanometer-sized particles and clusters
纳米尺寸的磁性颗粒已经产生了持续的兴趣，因为研究它们的性质已经被证明是科学和技术上非常具有挑战性的。本文综述了单畴粒子、团簇和分子团簇磁化反转的重要理论和实验结果。第1节简要回顾了常用的测量技术。其中，电输运测量、霍尔探针和微型SQUID技术似乎是最方便的低温测量技术。第2节讨论了零开尔文下单畴粒子的磁化反转机制。温度对磁化反转的影响在第3节中报告。最后，第4节表明，对于非常小的系统或非常低的温度，磁化可以通过量子隧穿反转。经典物理和量子物理之间的边界已经成为一个非常有吸引力的研究领域。本节讨论了详细的测量结果，这些测量结果表明，分子磁体提供了一个独特的机会来探索大而有限的自旋的量子动力学。然后，我们讨论了纳米粒子中的隧穿，并展示了如何在低温下给出它们的量子特性的明确证明。
2001-01-09 cond-mat.mes-hall
Spin Canting in Exchange Coupled Bi-Magnetic Nanoparticles: Interfacial Effects and Hard / Soft Layer Ordering
我们研究了由硬磁层和软磁层组成的磁性纳米颗粒中自旋取向的空间分布。纳米颗粒以核/壳球形形态合成，其中磁性硬的高各向异性层是CoFe $_2$ O $_4$（CFO），而较低各向异性材料是Fe $_3$ O $_4$（FO）。所述纳米颗粒具有$\sim$ 9.2 - 9.6 nm的平均直径，并且被合成为两种变体：具有CFO核/ FO壳（CFO@FO）的常规硬/软核/壳结构和倒置结构FO核/ CFO壳（FO@CFO）。高分辨率电子显微镜证实了在这两种变体的核/壳边界的连贯的尖晶石结构，而磁力测定表明纳米粒子在300 K下是超顺磁性的，并在降低的温度下发展出相当大的各向异性。低温\textit{M vs. H}环表明了一个多步逆转过程。温度相关的小角中子散射（SANS）与充分的极化分析揭示了一个强大的垂直平面对齐的自旋近零场，指示自旋倾斜，但垂直对齐迅速消失后，应用程序的弱场和小自旋排序平行的字段，直到矫顽场达到。在样品的矫顽场之上，自旋主要沿着场方向取向。在零场和接近饱和时，平行磁性SANS峰与结构峰重合，表明磁化在整个纳米颗粒体积中是均匀的，而在矫顽场附近，平行散射峰向更高的动量传递（Q）移动，表明相干散射体积较小，并且可能起源于纳米颗粒的较软的Fe $_3$ O $_4$部分。
2021-05-24 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
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
Anisotropic magnetic nanoparticles for biomedicine: bridging frequency separated AC-field controlled domains of actuation
磁性纳米粒子构成潜在的纳米医学工具的基础上，获得不同的安全远程刺激触发的反应的可能性。然而，如果不同的性能没有被准确地区分（和控制），则这种丰富性可能是有害的。这方面的一个例子是在AC场的影响下磁性纳米颗粒的重新取向，其可以用于低频（数十Hz）下的磁机械致动（MMA）;或大频率（MHz范围）下的热释放。虽然很明显，布朗旋转是MMA的原因，但它在高频区的加热作用尚不清楚。在这项工作中，我们的目标是阐明这个问题，这需要很好地理解磁流体热疗（MFH）或热触发药物释放的应用。使用布朗动力学（BD）的模拟技术，我们已经从理论上研究了布朗逆转的贡献，在盘状颗粒（以提高与环境的粘性相互作用）在很宽的频率范围。我们的研究结果预测基本上可以忽略不计的磁滞损耗在高和低的频率域，具有完全不同的含义：高效的MMA，但可以忽略不计的MFH性能。重要的是，互补的微磁模拟表明，大的磁矩假设的BD模拟支持的六边形磁盘，高达100 Oe的顺序的磁场振幅。更大的领域将导致Néel反转，值得注意的是，预测显着的加热性能。通过改变AC场的振幅在MMA和MFH响应之间切换的可能性，连同它们不同的最佳条件（用于MMF的大的磁矩;用于MFH的大的加热），指向这样的六边形纳米盘作为具有双重机械和加热功能的有前途的纳米药物。
2017-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Atomistic simulation of finite temperature magnetism of nanoparticles: application to cobalt clusters on Au(111)
我们开发了一种技术，通过将自旋-团簇展开与相对论性无序局部矩方案相结合，为任意几何形状的小型嵌入团簇确定合适的自旋模型。我们给出了Au（111）表面上未覆盖和覆盖的六方Co团簇的结果，并利用经典的蒙特卡罗模拟研究了体系的温度依赖性质.为了测试新的方法，我们比较了未覆盖的团簇与沉积在Au（111）上的Co单层的自旋模型参数。在一般情况下，各向同性和DM相互作用是更大的原子之间的周边比在中心的集群。对于被Au覆盖的Co团簇，由于对称性降低，外围原子对磁各向异性的贡献和易轴方向与内部原子不同。我们研究了具有垂直磁各向异性的覆盖团簇的自旋反转，并通过测量易磁化方向的磁化强度变化，提出了一种确定超顺磁性粒子阻塞温度的方法。通过蒙特卡罗模拟，我们确定了Néel弛豫时间，并发现它满足Néel-Arrhenius定律，其能垒接近于团簇的磁各向异性能.
2016-11-29 cond-mat.mes-hall
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
Reduction of energy cost of magnetization switching in a biaxial nanoparticle by use of internal dynamics
本文针对双轴各向异性纳米颗粒，通过数值计算最优控制路径并利用内部力矩效应，实现了磁化翻转能量成本的降低，同时兼顾翻转速度与热稳定性。
2023-06-20 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Magnetization Reversal in Two-dimensional Ensemble of Nanoparticles with Positional Defects
本研究通过模拟二维磁性纳米颗粒系综，发现偶极相互作用、各向异性轴取向和位置缺陷共同调控磁化弛豫与反转，为自旋电子学材料设计提供指导。
2021-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Macrospin approximation and quantum effects in models for magnetization reversal
磁性纳米颗粒中磁化反转的热激活受各向异性能垒控制。利用微扰理论、精确对角化和稳定性分析，研究了具有耦合和单格点各向异性的铁磁自旋-s海森堡模型中量子涨落对能垒高度的影响.与经典情况相反，通过相干旋转和通过成核/畴壁传播的反转之间没有临界各向异性强度区分。量子涨落被认为是降低势垒取决于各向异性强度，维数和系统的大小和形状。在弱各向异性的限制，一个宏观自旋模型被证明是出现作为有效的低能量理论的微观自旋紧密对齐，由于铁磁交换。计算结果给出了有效大自旋各向异性参数的显式表达式。我们发现减少的各向异性能垒相比，经典的高自旋的限制。
2011-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Coercivity-size map of magnetic nanoflowers: spin disorder tunes the vortex reversal mechanism and tailors the hyperthermia sweet spot
本文通过大规模微磁学模拟绘制了10–400 nm氧化铁纳米花的矫顽力-尺寸图谱，揭示涡旋态下两种反转模式及其转变处的矫顽力最大值，阐明晶粒各向异性与晶界钉扎的协同作用，并证明可通过调节晶粒尺寸定制磁热疗最佳区间。
2025-07-02 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
Relaxation in Ordered Assembly of Magnetic Nanoparticles
利用计算机模拟研究了磁性纳米颗粒（MNP）二维（$l^{}_x \times l^{}_y$）阵列的弛豫特性随纵横比$A^{}_r=l^{}_y/l^{}_x$、偶极相互作用强度$h^{}_d$和各向异性轴取向的变化。假设所有MNP的各向异性轴具有相同的方向，$α$是取向角。无论$α$和$A^{}_r$如何，磁化衰减曲线的函数形式都与$h^{}_d\leq0.2$完全指数衰减。在$h^{}_d\approx0.4$处存在弛豫行为的转变;对于$α\leq45^\circ$，磁化弛豫缓慢;对于$α>45^\circ$，磁化弛豫迅速。有趣的是，无论$α$如何，它对$h^{}_d>0.6$都迅速衰减。这是因为偶极相互作用在这种情况下促进反铁磁耦合。在高各向异性体系（$A^{}_r\geq25$）中，$α$对磁弛豫有很强的影响.有趣的物理学在一个巨大的纵横比$A^{}_r=400$的情况下展开。有一个快速衰减的磁化与$α$，即使是弱相互作用的MNP。值得注意的是，由于铁磁耦合占主导地位，即使$h^{}_d=0.4$和$α=0^\circ$具有中等值，磁化强度也不会放松。令人惊讶的是，存在从饱和（+1）到$-1$状态的完全磁化反转。在这种情况下，偶极场和各向异性轴倾向于彼此反平行地对准。对于小的$h^{}_d$和$A^{}_r\leq25.0$，有效Néel弛豫时间$τ^{}_N$弱依赖于$α…
2021-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
