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
Large structure-dependent room temperature exchange bias in self-assembled BiFeO3 nanoparticles
我们研究了BiFeO 3纳米粒子（~ 20-40 nm）自组装聚集体的磁性。聚集体形成两种不同的结构-一种具有有限的交联，另一种具有大量的交联-通过“干燥介导的自组装”过程，然后将纳米颗粒分散在不同的有机溶剂中。与孤立纳米粒子（H_C ~ 250 Oe; H_E ~ 0）相比，它们表现出大的双折射率H_C（>1000 Oe）和交换偏置场H_E（~ 350-900 Oe）。H_E由负向正转变，这取决于聚集体的结构，其中|H_E|较大。磁力显微镜揭示了磁畴（横跨7-10个纳米颗粒）以及域切换特性，并证实了磁性测量的结果。“干燥介导的自组装”过程的数值模拟表明，纳米粒子-溶剂相互作用在形成实验观察到的“纳米粒子聚集体结构”中起着重要作用。另一方面，磁滞回线的数值模拟，指出了自旋钉扎在纳米粒子的表面作为在不同的悬浮介质中的颗粒的表面功能化的结果的重要性。取决于在表面处优选地沿着易轴方向指向的钉扎自旋的浓度-从大于50%到小于50% - H_E从负切换到正。除了大量的样品和孤立的纳米粒子，纳米粒子聚集体-由表面功能化-因此，提供了显着的可调性的性质取决于结构。
2020-08-13 cond-mat.mes-hall
Near room-temperature memory devices based on hybrid spin-crossover SiO2 nanoparticles coupled to single-layer graphene nanoelectrodes
在本文中，我们报告的混合纳米粒子（NP）的基础上的聚合物1D化合物[Fe（Htrz）2（trz）]（BF 4），这是一个最有前途的SCO系统设计的电子器件的电荷传输性能。特别是，我们首次使用了覆盖有二氧化硅壳并放置在单层石墨烯电极之间的混合SCO NP。我们证明了一个可重复的热滞后回线在室温以上的电导，这意味着没有退化的电流水平已被检测到，因此，我们得出结论，自旋跃迁的鲁棒性显着改善与以前的结果相比，与其他报告，甚至更大的组件和SCO对象参与。这种双稳性与石墨烯的多功能性相结合，为各种技术应用以及未来复杂的基础研究提供了一个有前途的方案。
2016-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Defect free visible photoluminescence from laser-generated germanium nanoparticles
讨论了无缺陷锗纳米颗粒室温可见光致发光的起源。用激光诱导刻蚀技术制备的Ge纳米颗粒在室温下显示出约2.0 - 2.2 eV的宽可见光致发光。用量子限制理论解释了Ge纳米颗粒中PL峰的尺寸效应。使用振荡器强度，这是密切相关的纳米结构的尺寸的辐射寿命的理论计算表明，PL是源自量子限制的Ge纳米结构中的辐射复合过程。
2009-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
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
Structural and magnetic study of a dilute magnetic semiconductor: Fe doped CeO2 nanoparticles
本文报道了Fe掺杂对CeO 2纳米粒子的结构和室温铁磁性的影响。X射线衍射和选区电子衍射测试表明，Ce_（1-x）Fe_xO_2（x = 0.0 - 0.07）纳米粒子为单相立方结构，无第二相存在。发现通过使用透射电子显微镜测量计算的平均粒径随着Fe含量的增加而增加。在室温下进行的直流磁化测量表明，所有的样品表现出铁磁性。已发现饱和磁矩随着Fe含量的增加而增加。
2009-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mössbauer and Magnetic Studies of Surfactant Mediated Ca-Mg Doped Ferrihydrite Nanoparticles
采用表面活性剂共沉淀法合成了超细（2-5 nm）的无定形钙镁共掺杂水铁矿。通过Ca-Mg共掺杂的无定形水铁矿的演变与我们早期对单独的Ca和Mg掺杂研究的调查完全不同。通过X射线衍射（XRD）和穆斯堡尔谱（Mössbauer spectroscopy）在室温和低温（40 K和20 K）下证实了本研究中的水铁矿为非晶相。在空气气氛中，分别在400、600和800 $^0$ C下退火，得到了晶粒尺寸分别为8、38和70 nm的纳米赤铁矿颗粒。超顺磁性已被发现在8 nm大小的赤铁矿纳米粒子，这已被证实从磁滞回线与零剩磁和矫顽场，也从超顺磁性的穆斯堡尔谱的室温双峰。通过室温磁滞回线测量和穆斯堡尔谱学研究了38和70 nm尺寸的颗粒的磁性。这些赤铁矿纳米颗粒中的矫顽场随着颗粒尺寸的增加而增加。在800 $^0$ C退火样品中检测到少量的尖晶石MgFe $_{2}$ O $_{4}$相。
2015-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantized Conductance and Switching in Percolating Nanoparticle Films
我们展示了室温下纳米粒子薄膜的开关行为和量子化电导。我们的实验和补充模拟表明，开关和量子化的结果形成的原子尺度的线在粒子之间的间隙。只有当隧道间隙存在于膜中时，这些效应才会发生，接近逾渗阈值。
2015-07-28 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
Parallel heterodyne detection of dynamic light scattering spectra from gold nanoparticles diffusing in viscous fluids
我们开发了一种显微镜，旨在探测，使用一个平行的外差接收器，波动光谱的光准弹性散射的金纳米粒子扩散在粘性流体。所记录的光谱的截止频率与在宽范围的动态粘度（在室温下为水粘度的1至15倍）中从单散射形式主义预期的那些线性地按比例增加。我们的计划，使整体平均光学波动测量多散斑记录在低光，在时间频率高达10 kHz，与12 Hz的帧速率阵列检测器。
2010-03-26 cond-mat.mes-hall physics.optics
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
Realizing strong light-matter interactions between single nanoparticle plasmons and molecular excitons at ambient conditions
在原子和固体系统中实现单个二能级系统与共振腔之间的强光-物质相互作用，为在单光子水平上研究光学非线性开辟了可能性，这对于未来的量子信息处理网络是有用的。然而，这些努力受到不利的实验条件的阻碍，如低温和超真空，需要研究这样的系统和现象。虽然已经进行了几次尝试，在室温下使用所谓的等离子体共振实现强的光-物质相互作用，但仍然缺乏在单个纳米颗粒水平上的成功实现。在这里，我们证明了在环境条件下，在单个银纳米棱镜内的等离子体激元和分子J聚集体中的激子之间的强耦合。我们的研究结果表明，深亚波长模体积$V$与纳米棱镜中与等离子体相关的高品质因子$Q$一起导致强耦合品质因数- $Q/\sqrt{V}$高达$\sim6\times10^{3}$ ~ $μ$ m $^{-3/2}$ --一个可与现有技术的光子晶体和微晶体谐振腔相媲美的值，从而表明等离子体纳米腔，特别是银纳米棱镜可用于室温量子光学。
2015-03-10 cond-mat.mes-hall physics.optics
Hydrogen dissociation catalyzed by carbon coated nickel nanoparticles: experiment and theory
基于实验测量和第一性原理计算的结合，我们报道了一种新型的碳基催化材料，并描述了在多层石墨烯包裹的镍纳米颗粒存在下，在室温下显著加速镁的氢化。与石墨和镍纳米颗粒的混合物相比，镁氢化速率的增加证明了所探索的纳米复合材料的固有催化性能。模拟结果表明，金属衬底的掺杂和Stone-Wales缺陷的存在使多层石墨烯从化学惰性模式转变为化学活性模式。讨论了纳米粒子的尺寸和温度对纳米粒子的影响。
2012-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
High coercivity cobalt carbide nanoparticles processed via polyol reaction: A new permanent magnet material
使用多元醇还原化学处理碳化钴纳米颗粒，其在具有成本效益的单步工艺中提供高产物产率。颗粒被证明是针状的形态，通常组装成团簇，室温下的折射率大于4千欧，最大能量产品大于20千焦/立方米。由Co 3 C和Co2 C相组成，相体积比、颗粒尺寸和颗粒形态都对决定永磁体性能起重要作用。此外，针状颗粒形状通过偶极各向异性能提供了对结晶性的增强，以及提供了纳米复合材料芯中颗粒排列的潜力。虽然居里温度接近510 K，但在接近700 K的温度下，碳化物粉末会经历不可逆转的解离，形成金属钴和碳，从而将操作温度限制在接近室温。
2009-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast single-nanowire multi-terahertz spectroscopy with sub-cycle temporal resolution
在丰富的太赫兹（THz）光谱范围内的锁相超短脉冲提供了关键的洞察各种现象，如量子限制，一阶相变，高温超导性和纳米材料中的载流子输运。几个周期的场瞬态的超宽带电光采样甚至可以揭示比光的单个振荡周期更快发生的新动力学。然而，传统的太赫兹光谱本质上是有限的合奏测量的衍射极限。因此，它可以测量纳米颗粒、纳米晶体或纳米畴的尺寸、结构、取向和密度的平均介电函数。在这里，我们扩展超宽带时间分辨太赫兹光谱（20 - 50太赫兹）的亚纳米尺度（10 nm），通过结合子周期，场分辨检测（10 fs）与散射型近场扫描光学显微镜（s-NSOM）。我们跟踪的时间依赖性的介电函数在一个单一的光激发InAs纳米线的表面在所有三个空间维度，并揭示了超快（$<$ 50 fs）形成的本地载流子耗尽层。
2016-04-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Protonic Conduction Induced Selective Room Temperature Hydrogen Response in ZnO/NiO Heterojunction Surfaces
在本文中，我们表明，通过表面化学吸附的环境水分的离子传导导致显着高的室温下对氢气的选择性响应。表面吸附的水分作为表面状态，并显示出离子导电性，由于较小的尺寸的ZnO纳米颗粒的20 +/- 5 nm。当p型NiO准纳米线（宽度~50 nm）与这些n型ZnO纳米颗粒混合以形成均匀的NiO/ZnO纳米块体p-n异质结构时，这种响应显著增强，即对于1200 ppm H2气体从10%增强到190%。最大响应在NiO/ZnO的组成为约50- 50%时获得，尽管它仍然是n型特性。从n型到p型的主要载流子类型反转发生在ZnO中约60-80%的相当高的NiO含量下，描绘了ZnO对响应的主要贡献。通过化学吸附水分（表面状态）的平行表面离子电流已被确定为在室温下高灵敏度的主要因素。因此，在NiO-ZnO界面处的异质结势垒的存在下，由于吸附的水分而辅助表面离子电导率，导致在室温下对氢的大的选择性响应。
2021-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charge-transfer-driven enhanced room-temperature ferromagnetism in BiFeO$_3$/Ag nanocomposite
该研究通过 TEM、EDS 与 XPS 表征揭示 BiFeO$_3$/Ag 纳米复合材料因界面自组装结构及 Ag–O 电荷转移，使室温饱和磁化强度提升逾一个数量级。
2023-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Modulating spin relaxation in nanowires with infrared light at room temperature
自旋电子器件通常依赖于长的自旋弛豫时间和/或长度以获得最佳性能。因此，用外部试剂调节这些量的能力提供了独特的可能性。在大多数技术上重要的半导体中占主导地位的自旋弛豫机制是D 'yakonov-Perel'（DP）机制，如果自旋载流子（电子）被限制在以某些结晶方向生长的量子线或多晶量子线中的单个传导子带，则DP机制消失。在这里，我们报告调制DP自旋弛豫速率（因此自旋弛豫长度）在自组装的50 nm直径的InSb纳米线与红外线在室温下。在黑暗中，几乎所有的电子在纳米线是在最低的传导子带在室温下，导致在DP弛豫几乎完全没有。这允许在磁阻中观察自旋敏感效应。在红外光照下，电子被光激发到更高的子带，DP自旋弛豫机制被恢复，导致自旋弛豫长度减少三倍。因此，在照明下不再观察到自旋敏感效应。这一现象在自旋电子学室温红外光电探测中可能有应用。
2015-07-29 cond-mat.mes-hall
Spin Coated Plasmonic Nanoparticle Interfaces for Photocurrent Enhancement in Thin Film Si Solar Cells
贵金属的纳米颗粒（NP）阵列通过入射电磁场与金属的自由电子等离子体之间的共振相互作用强烈吸收可见光至红外波长的光。这种等离子体界面增强了太阳能电池中的光吸收和光电流。我们报告了一种具有成本效益和可扩展的室温/压力旋涂路线制造宽带等离子体界面组成的银纳米粒子。NP界面产生光电流增强（PE）在薄膜硅器件高达200%，这是显着大于以前报道的值。对于由含有平均直径为40 nm的颗粒的Ag纳米油墨产生的涂层，观察到7%的最佳NP表面覆盖率。界面形态的扫描电子显微镜显示，对于低表面覆盖率，颗粒分离良好，导致宽带PE。在较高的表面覆盖度，形成的颗粒串和集群造成红移的PE峰和较窄的光谱响应。
2013-09-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Clocking the Ultrafast Electron Cooling in Anatase Titanium Dioxide Nanoparticles
最近在室温下的二氧化钛$_2$单晶和纳米颗粒中发现了强束缚激子，这突出了用于应用的样品中大量多体效应的重要性。在这里，第一次，我们解开多体相互作用和高度激发的二氧化钛$_2$纳米粒子之间的相互作用，使用超快二维深紫外光谱。用这种方法，在非共振激发下，我们解开的光学非线性的漂白最低的直接激子峰。这使我们能够以前所未有的时间分辨率记录导带中热电子热化的超快时间尺度，由于材料中强的电子-声子耦合，我们确定其< 50 fs。我们的研究结果呼吁在光子学和纳米技术的替代共振激发方案的设计。
2018-01-13 cond-mat.mes-hall
Sensitive Room-Temperature Terahertz Detection via Photothermoelectric Effect in Graphene
太赫兹（THz）辐射的用途从安全到医学;然而，敏感的THz室温检测是出了名的困难。石墨烯中的热电子光热电效应是一种很有前途的检测机制：光激发载流子由于强的电子-电子相互作用而迅速热化，但将能量损失到晶格中的速度较慢。电子温度梯度驱动电子扩散，并且由于局部选通或不同接触金属而引起的不对称性经由热电效应产生净电流。在这里，我们展示了一个石墨烯热电太赫兹光电探测器，其灵敏度在室温下超过10 V/W（700 V/W），噪声等效功率小于1100 pW/Hz^1/2（20 pW/Hz^1/2），参考入射（吸收）功率。这意味着与最佳耦合设备的最佳室温THz探测器相比具有竞争力的性能，而时间分辨测量表明，我们的石墨烯探测器比那些快8到9个数量级。一个简单的模型的响应，包括接触不对称性（电阻，功函数和费米能量钉扎）再现的定性特征的数据，并表明，数量级的灵敏度的改善是可能的。
2014-09-13 cond-mat.mes-hall
A low-field temperature-dependent EPR signal in terraced MgO:Mn2+ nanoparticles: an enhanced Zeeman splitting in the wide-bandgap oxide
利用Mn ~（2+）离子掺杂作为电子顺磁共振（EPR）探针，研究了阶梯状（001）MgO纳米颗粒表面台阶边等低配位结构缺陷对电子性质的影响。除了众所周知的超精细六重态的Mn 2+离子在立方晶体领域的MgO，一个额外的EPR功能与一个显着的非单调的温度依赖性漂移的g-因子中观察到的温度范围从4K到室温的阶梯纳米粒子。通过将立方和阶梯纳米颗粒中Mn 2+六重峰强度随温度变化的差异与可能的s-d交换位移和增强的塞曼分裂联系起来，我们得出结论，新的EPR特征源于阶梯纳米颗粒表面丰富的结构缺陷处的松散捕获的电荷补偿载流子，这是由于它们与相邻Mn 2+离子的交换相互作用。
2016-05-23 cond-mat.mes-hall
Phonon-Driven Selective Modulation of Exciton Oscillator Strengths in Anatase TiO2 Nanoparticles
原子核运动对电子响应的影响是材料科学研究的热点。相干声学声子可以在超声频率下动态地改变光学、磁性和力学性质，在传感器和换能器方面具有广阔的应用前景。在这里，通过超快宽带深紫外光谱，我们表明，相干声学声子限制在TiO2 TiO $_2$纳米粒子可以选择性地调制由材料支持的二维束缚激子的振子强度。我们使用多体微扰理论的计算，揭示了变形势是所观察到的相干声波包的产生背后的机制。我们的研究结果提供了一种在室温下操纵和动态调节激子在深紫外区的性质的方法。
2018-05-01 cond-mat.mes-hall
Evolution of magnetic dynamics in an artificially frustrated Fe nanoparticle system
受抑晶格1 -3，其特征在于在一个否则周期性晶格中的局部顺序的轻微击穿，导致在凝聚态系统中可以触发独特的物理性质的几个基态的同时的可能性。在具有原子自旋的磁性材料中，挫折采取了另一种形状，增加了构建各种自旋拓扑结构的可能性，从而扰乱了磁性秩序2，4。我们已经实现了一种新的方法来引入位置原子无序内的Fe纳米颗粒晶格，形成域没有边界的研究组成自旋的磁动力学。这种磁性超越了交换偏置产生的磁性增强，仅在200 K左右的温度下出现，其特征在于具有精确频率的动态极性，p = +/-1（正或负）。该材料在室温和2K下表现得像一个具有特征磁化行为的超顺磁体。
2014-04-04 cond-mat.mes-hall
Effect of temperature and copper doping on the heterogeneous Fenton-like activity of Cu$_x$Fe$_{3-x}$O$_4$ nanoparticles
该研究制备了不同铜掺杂量的Cu$_x$Fe$_{3-x}$O$_4$纳米颗粒，考察温度与铜含量对类Fenton催化降解有机染料的影响，发现室温下未掺杂磁铁矿性能最佳，而高温下铜掺杂可显著提升降解效率至100%。
2024-02-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermometry of Silicon Nanoparticles
目前的温度测量技术缺乏看到典型的高度缩放的现代晶体管中的温度梯度所需的空间分辨率。作为解决这个问题的一个步骤，我们已经测量了硅纳米粒子的体积等离子体激元能量的温度依赖性从室温到1250 $^\circ$ C，使用芯片式加热样品架在扫描透射电子显微镜（STEM）配备电子能量损失谱（EELS）。等离子体激元能量如对于经受硅的热膨胀的电子气所预期的那样变化。颠倒这种推理，我们发现等离子体激元能量的测量提供了与加热器芯片的宏观加热器/温度计一致的纳米颗粒温度的独立测量，在芯片温度计校准的5%精度内。因此，硅有可能通过测量其体积等离子体激元能量来提供其自身的高空间分辨率测温读出信号。此外，纳米颗粒通常可以用作\emph{in situ}电子显微镜实验的方便的纳米温度计。
2017-06-16 cond-mat.mes-hall
Spontaneous Emission Spectra and Quantum Light-Matter Interactions from a Strongly-Coupled Quantum Dot Metal-Nanoparticle System
我们研究了耦合到有限尺寸金属纳米颗粒的单光子发射器的量子光学性质，使用光子格林函数技术，严格量化的电磁场。我们首先获得显着的Purcell因子和光子兰姆位移为7 nm和20 nm半径的金属纳米粒子，而不采用偶极子近似。然后，我们考虑一个量子点光子发射器定位足够接近的金属纳米粒子，使强耦合制度是可能的。考虑到非偶极相互作用、猝灭和从点到探测器的光子传输，我们证明了即使在室温下，在远场自发发射光谱中也可以观察到强耦合机制。发射光谱表明，通常的真空拉比双重成为一个丰富的光谱三重峰或四重峰的四个峰中的两个anticrossing，它生存，尽管显着的非辐射衰变。我们讨论了两种不同偶极极化的发射光谱和猝灭效应。
2011-12-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Magnetism and Verwey transition in magnetite nanoparticles in thin polymer film
利用X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、电子顺磁共振（EPR）和静态磁测量等技术研究了聚乙烯醇（PVA）薄膜中磁性纳米颗粒的磁性和结构特性。纳米颗粒具有明确的结晶度，并且在室温下是超顺磁性的。它们的粒径分布具有明显的对数正态分布规律（平均粒径在5-7 nm附近）和在70-80 nm附近的轻微最大值。EPR谱和静态磁化强度数据表明，在130 K（对应于Verwey转变）和200 K之间存在明显的异常。得到的实验数据可以理解的基础上的半金属电子结构，磁各向异性的复杂的温度行为，以及“弱磁电子”的磁铁矿子晶格的影响。
2013-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Thermal rectification due to phonon confinement in nanoparticles
DLR Institute of Space Research（德国航空航天中心空间研究所）；PTB Berlin（德国联邦物理技术研究院柏林分院）；Physics Department “Aldo Pontremoli”, Università degli Studi di Milano（米兰大学阿尔多·蓬特雷莫利物理系）；Interdisciplinary Centre for Nanostructured Materials and Interfaces (CIMaINa)（纳米结构与界面跨学科中心）
通过声子限制效应，相同材料不同尺寸的纳米球接触处可实现热整流，基于Casimir区间的解析模型预测了可测量的整流效率。
2026-07-01 cond-mat.mes-hall
Interparticle interactions mediated superspinglass to superferromagnetic transition in Ni-bacterial cellulose aerogel nanocomposites
磁性纳米复合材料中的粒子间相互作用在控制超顺磁-超玻璃-超铁磁的相变中起着主导作用。这些相互作用可以通过控制纳米颗粒的尺寸和数量密度来调节。气凝胶复合材料，0.3 Ni-BC和0.7 Ni-BC，由分布在细菌纤维素中的Ni纳米颗粒组成，已被用作模型系统，以研究随着复合材料中Ni含量的增加，颗粒间相互作用的效果。与常规方法相反，Ni纳米颗粒的尺寸不受控制，并且允许在细菌纤维素模板中自然形成。使用X-射线衍射和电子显微镜的结构表征表明，只有镍和纤维素的存在下，没有其他阶段。Ni在纤维素基质中的不受控制的生长导致形成具有3种不同尺寸分布的纳米颗粒-主要沿原纤维的长度分布的10 nm颗粒、存在于原纤维之间的中间空间中的50 nm颗粒和存在于由网状结构形成的空隙中的100 nm颗粒。在室温下，复合材料表现出弱铁磁行为，磁化率为40 Oe，在10 K时增加到160 Oe。从室温下的弱铁磁态到低温下的超铁磁态的转变是通过中温下的超玻璃态介导的。结合两种复合气凝胶的结构和磁性结果，建立了一个温度依赖的微结构模型。
2015-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Fast Quantum Interference of a Nanoparticle via Optical Potential Control
本文提出利用光脉冲产生的三次势与倒置势制备和探测光悬浮纳米粒子的非高斯量子态，可在毫秒级、纳米尺度实现质量超10^8原子质量单位的干涉，显著降低退相干要求。
2022-07-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Extracting optical parameters of Cu-Mn-Fe spinel oxide nanoparticles for optimizing air-stable, high-efficiency solar selective coatings
对高温Cu-Mn-Fe尖晶石氧化物纳米粒子太阳选择性吸收涂层进行了实验和理论研究。基于四通量辐射法求解反问题，提出了一种计算纳米颜料涂层吸收系数谱的通用方法。推导出的NP材料的吸收特性可以直接应用于预测太阳能吸收率，优化纳米粒子着色涂层，并分析热降解，这与实验结果吻合良好。分析表明，Cu-Mn-Fe尖晶石氧化物基本上是间接带隙范围从1.7到2.1 eV，而无铁的CuMn 2 O 4是直接带隙材料，Eg=1.84 eV。在相同的涂层厚度和纳米粒子负载量下，太阳能吸收率的顺序为Mn_2O_3 <MnFe_2O_4 <CuFe_2O_4 <CuMn_2O_4。优化的喷涂无铁CuMn 2 O 4 NP着色涂层表现出97%的高太阳能吸收率，55%的低发射率，在750 ° C下1000倍太阳能集中度下约93.5%的高光-热能转换效率，以及在空气中750°C和室温之间的热循环的长期耐久性。光学参数分析方法可以很容易地扩展到其他材料系统，以方便搜索和优化高温着色太阳能选择性涂层。
2023-01-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Frenkel-like plasmonic excitons in plasmonic lattices: Energy spectrum, radiative relaxation, and Bose-Einstein condensation
介绍了等离子体晶格中量子等离子体激元的概念，它类似于分子晶体中的Frenkel激子，通过从一个纳米颗粒跳到另一个纳米颗粒来传播。这种等离子激子的一致的量子理论，开始与金属纳米颗粒中的局部表面等离子激元的量子化，并包括在1D和2D晶格附近的反射基板表面的辐射弛豫，开发。本文还讨论了等离子激子量子气体中可能的室温玻色-爱因斯坦凝聚。
2018-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Highly superlinear photogalvanic effects in (Bi$_{0.3}$Sb$_{0.7}$)$_2$(Te$_{0.1}$Se$_{0.9}$)$_3$: Probing 3D topological insulator surface states at room temperature
University of Regensburg（雷根斯堡大学）；Ioffe Institute（约费研究所）；University of West Bohemia（西波希米亚大学）；Technical University Munich（慕尼黑工业大学）；Institute of High Pressure Physics PAS（波兰科学院高压物理研究所）
研究了补偿的(Bi₀.₃Sb₀.₇)₂(Te₀.₁Se₀.₉)₃中红外辐射诱导的环形和线性光 galvanic 电流的非线性强度依赖性，发现电流幅值在高辐射强度下呈现超线性增长并随后饱和，揭示了电子气体加热和载流子弛豫导致的吸收衰减机制。
2021-08-03 cond-mat.mes-hall
Room Temperature Exciton-Polariton Condensation in Silicon Metasurfaces Emerging from Bound States in the Continuum
本研究首次在室温下通过有机苝染料激子与硅超构表面长寿命连续域束缚态的强耦合，实现了激子-极化激元凝聚，其凝聚阈值比同类弱耦合体系的激光阈值低一个数量级。
2023-03-26 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
Exchange-spring behavior in bimagnetic CoFe2O4/CoFe2 nanocomposite
在这项工作中，我们报告的亚铁磁性氧化物CoFe 2 O 4和亚铁磁性氧化物/铁磁金属CoFe 2 O 4/CoFe 2纳米复合材料的磁性行为的研究。后者是研究硬铁磁/软铁磁交换耦合的良好体系。采用水热法制备CoFe_2O_4纳米粒子和高温活性炭还原法制备CoFe_2O_4/CoFe_2纳米复合材料。采用X射线衍射（XRD）、穆斯堡尔谱（MS）、透射电子显微镜（TEM）和振动样品磁强计（VSM）研究了CoFe_2O_4纳米颗粒的相结构、粒径、形貌和磁性能。CoFe_2 O_4的平均粒径约为16 nm。穆斯堡尔谱揭示了两个网站的Fe 3+。一个位置与八面体配位中的Fe相关，另一个位置与四面体配位中的Fe 3+相关，如对于CoFe 2 O 4的尖晶石晶体结构所预期的。纳米复合材料的TEM测量显示在钴铁氧体上形成CoFe 2的薄壳，并表明纳米颗粒增加到约100 nm。纳米复合材料的磁化表现出磁滞回线，这是交换弹簧系统的特征。CoFe 2 O 4/CoFe 2纳米复合材料在室温下的最大磁能积（BH）max为1.22 MGOe，比CoFe 2 O 4前驱体高出约115%。讨论了纳米复合材料CoFe_2 O_4/CoFe_2中的交换-弹簧相互作用和乘积（BH）_（max）的增强。
2011-10-21 cond-mat.mes-hall
Particle size effect on magnetic properties of interacting La0.67Sr0.33MnO3 nanoparticles
采用溶胶-凝胶法制备了平均粒径分别为13、16、18和21 nm的La0.67Sr0.33MnO3（LSMO）磁性纳米颗粒。采用Rietveld精修法和透射电子显微镜（TEM）对合成粉末的晶体结构和平均粒径进行了X射线衍射（XRD）分析。傅里叶变换红外（FTIR）透射光谱表明，拉伸和弯曲模式的煅烧温度的影响。在室温下进行了样品的直流磁化强度与磁场的关系。在不同频率和交流磁场下，通过测量样品的交流磁化率与温度的关系，研究了样品的磁动力学。在交流磁化率与温度的关系中观察到一个依赖于频率的峰，该峰由Vogel-Fulcher和临界慢化定律以及经验和参数很好地描述。用Vogel-Fulcher定律和临界慢化定律对实验数据进行拟合，得到了弛豫时间、特征温度、磁各向异性能、有效磁各向异性常数和临界指数zv。从Vogel-Fulcher定律得到的c1、c2、T0和t0值支持磁性纳米颗粒之间存在强相互作用。从临界慢化拟合得到的zv和t0值表明不同尺寸的LSMO纳米颗粒中存在超自旋玻璃行为。
2009-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coexisting phases of individual VO$_2$ nanoparticles for multilevel nanoscale memory
该研究利用透射电子显微镜实时探究单个VO$_2$纳米颗粒的相变迟滞动力学，揭示其转变温度、陡度的统计分布及升降温差异，验证了近室温下少量颗粒即可实现持久多级存储，为VO$_2$迟滞机制提供新见解并推动其在光电器件与存储中的应用。
2024-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Phase-transitions in spin-crossover thin films probed by graphene transport measurements
未来的多功能混合设备可能会结合可切换分子和基于2D材料的设备。自旋交叉化合物在这种情况下是特别感兴趣的，因为它们在室温下表现出双稳态和记忆效应，同时响应于许多外部刺激。石墨烯等原子级薄的2D材料因其迷人的电学、光学和机械性能以及其室温操作的可靠性而吸引了大量关注。在这里，我们证明，热诱导自旋交叉纳米粒子薄膜的自旋状态切换可以通过位于膜下面的石墨烯的电输运性质进行监测。模型计算表明，石墨烯中的载流子散射机制对自旋交叉纳米粒子的相对介电常数的自旋态依赖性很敏感。这种石墨烯传感器方法可以应用于具有可调电子极化率的广泛类别的（分子）系统。
2016-09-15 cond-mat.mes-hall
Temperature-Induced Hexagonal-Orthorhombic Phase Transition in Lutetium Ferrite Nanoparticles
本文结合多种表征与Gibbs模型，研究LuFeO₃纳米颗粒随烧结温度发生的六方—正交相变，并阐明相组成、晶格动力学与多铁性质的关联。
2024-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Limits of funneling efficiency in non-uniformly strained 2D semiconductors
该研究分析非均匀应变二维半导体中激子漏斗效率的极限，发现实际单层TMDC中效率低于5%，而在长寿命异质结构中室温下可达约50%，并指出俄歇复合限制强光下的效率。
2020-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Dipolar-coupled moment correlations in clusters of magnetic nanoparticles
在这里，我们调查的性质之间的时刻耦合10纳米的DMSA涂层的磁性纳米粒子，在胶体分散体和粉末形式。单个铁氧化物核由> 95%的磁赤铁矿组成并聚集成簇。在室温下，根据穆斯堡尔和磁化测量，系综表现为超顺磁体，然而，在低温下有明显的偶极相互作用迹象。在超顺磁制度的温度依赖性的交流磁化率数据的分析表明，偶极耦合的磁关系的核心内的集群的趋势。为了解决粒子磁矩之间的方向相关性，我们进行了极化小角中子散射，并确定了在低磁场在300 K的粉末的磁性自旋翻转截面。我们提取的磁化矢量场的一个间接的傅立叶变换的横截面的基本对距离分布函数，这表明最近的邻居的时刻之间的正相关和负相关性，与明确主导下一个最近的时刻的关系。这些趋势证实了这种核心集群的蒙特卡罗模拟。
2018-10-30 cond-mat.mes-hall
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
Cooperative spontaneous emission induced by smaller metal nanoparticles
我们提出了一项研究，显示在室温下的发光量子点的合作行为，在低分数的小金纳米粒子（1.5 - 4 nm半径）的存在下，辐射衰减率和效率大幅增加。这是金属颗粒的尺寸范围，其中对来自独立发射器的发射的预期影响是无效的非辐射损失。但是以低分数添加这样的金属颗粒会诱导量子点之间的超辐射发射模式的强烈演化，并有助于它们在热波动中存活;表现出相变。而金属颗粒尺寸的增加导致局部热涨落的增加，从而恢复到明显独立的发射体的行为。我们的理论评估，其可能的集体模式的发射在金属纳米粒子的存在下预测这样的实验观察。实验研究了两种不同类型的含量子点的自组装纳米结构。这包括金属颗粒的分数和大小对每种结构中集体发射模式的影响;每种结构都有不同标称大小（和发射能量）的点的样本，以建立通用性。首先，收集在圆柱形腔体中的量子点周围随机定位的金颗粒进行了实验研究，在大的合奏使用聚合物模板。另一种类型的纳米结构是量子点与小的金纳米颗粒紧密堆积在一起的胶体单层。集体和独立政权之间的交叉观察到的基础上的金属颗粒的大小，也在更大的数量级的紧密堆积的结构。时间分辨的光致发光测量也被用来证实量子效率和辐射衰减率的点的这种增加。
2015-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
