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
Plasmon polaritons in cubic lattices of spherical metallic nanoparticles
我们从理论上研究了球形金属纳米颗粒立方晶格中的等离子体激元。纳米颗粒，每个支持三重简并局部表面等离子体，通过库仑偶极-偶极相互作用耦合，产生在整个超材料上延伸的集体等离子体。后者与光子杂交形成等离子体激元，这是系统的混合光-物质本征模。我们推导出一般的解析表达式来评估等离子体激元和等离子体激元极化激元色散，以及相应的本征态。这些都是在一个哈密顿形式主义，它考虑到在纳米粒子之间的偶极相互作用的延迟效应，并考虑纳米粒子的介电性能以及它们的周围。在这个模型中，我们预测极化分裂在近红外可见光范围内的电磁波谱，依赖于极化，晶格对称性和波矢方向。最后，我们表明，我们的模型的预测是在良好的定量协议与传统的有限差分频域模拟，但与分析的洞察力和显着降低计算成本的优势。
2018-03-09 cond-mat.mes-hall physics.optics
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
Small-Angle X-ray Scattering: Characterization of cubic Au nanoparticles using Debye's scattering formula
我们提出了一个多功能的软件包的形式的Python扩展，命名为CDEF（计算德拜的散射公式非常形状因子），近似计算任意形状的纳米粒子的散射分布的小角度X射线散射（SAXS）。CDEF生成所需颗粒形状的准随机分布点云，然后应用开源软件DEBYER高效评估德拜散射公式来计算SAXS图案。如果不忽略散射信号的自相关性，则与散射体的真实随机分布相比，准随机分布提供更快的收敛，特别是在更高的动量传递下。该软件的使用被证明是用于评估的散射数据的金纳米立方体与圆形的边缘，这是在四晶体单色光束线的PTB在柏林的同步辐射设施BESSY II测量。我们的实现速度足够快，可以在一台台式计算机上运行，并在几分钟内执行模型拟合。通过与已知的形状因子进行比较，分析了该方法的准确性，并使用另一种基于类似原理的SPONGE进行了验证。此外，SPONGE耦合到McSAS 3允许我们使用蒙特卡洛不确定性估计算法进一步检索关于粒度分布的不确定性的信息。
2022-05-12 cond-mat.mes-hall
Effective anisotropy due to the surface of magnetic nanoparticles
由于Néel型的表面各向异性（SA），已经找到了立方形状的磁性纳米颗粒的二阶有效各向异性的解析解。类似于球形颗粒，对于简单立方晶格，有效立方各向异性有利于大对角方向$\left(\pm1,\pm1,\pm1\right)$，但效果是两倍强。单轴芯各向异性和施加的磁场导致屏蔽的扰动从表面的距离的磁畴壁宽度和减少SA附近的能量最小值的影响。然而，屏蔽在单轴能垒附近消失，较大粒子的均匀势垒状态可能变得不稳定。对于这些影响的解析解，以及获得的单轴和有效的立方各向异性的颗粒的添加剂公式的限制建立。本文用脉冲噪声技术对自旋系统的随机Landau-Lifshitz方程计算了热激活磁化转换率。
2018-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
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
Restructuring and Breakup of Nanowires with the Diamond Cubic Crystal Structure into Nanoparticles
一个动力学蒙特卡罗方法被应用到研究物理机制负责的钻石立方晶体结构的纳米线的分裂成一个链的纳米粒子在以前的实验中发现的硅纳米线。我们发现，这个过程是基于众所周知的机制，粗糙化过渡，这具体体现在准一维系统/纳米线具有明显的各向异性的表面能密度。根据纳米线相对于其内部晶体结构的温度和取向，实质性横截面调制的波长超过其初始半径4至18倍。对于某些取向，直纳米线在演化的初始阶段形成蛇形/螺旋结构。纳米线破裂成单个纳米团簇的阶段的场景也是多种多样的：要么纳米线的每个纺锤形区域转变成单独的液滴（通过长波表面扰动），要么相邻的短尺度珠由于奥斯特瓦尔德熟化效应而相互吸收，这可能伴随着长寿命的多体哑铃的形成。准一维系统动力学的发现特征扩展了我们对纳米线断裂所涉及的物理机制的概念（由Nichols和Mullins提出，作为此类不稳定性的经典模型），这在基于有序纳米颗粒链的应用中可能很有用。
2020-02-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Acoustic vibrations of anisotropic nanoparticles
采用均匀连续介质模型，研究了由各向异性弹性材料制成的纳米颗粒和非球形纳米颗粒的声振动。三次，六角和四面体对称的弹性进行了讨论，是球形，立方八面体和截断立方八面体的形状。描述了用于对不同振动进行分类的工具，并且例如帮助识别具有显著低频拉曼散射截面的模式。从各向同性球的模式开始的连续演化，加上分支的不可约表示的确定，允许对各种模式的性质进行一些定性的陈述。对于球形纳米粒子，通过投影到各向同性球体的振动上获得更准确的图像。
2009-04-20 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
Size-induced structural phase transition at ~6.0 nm from mixed fcc-hcp to purely fcc structure in monodispersed nickel nanoparticles
通过X射线衍射、同步辐射X射线吸收光谱（XAS）和磁化强度数据的详细分析，研究了尺寸为3.8 nm ~ 10.1 nm的单分散Ni纳米颗粒（NPs）中原子晶格的核心问题。这揭示了非常显着的共存的原子面心立方（fcc）和六方密堆积（hcp）晶格的样品中的颗粒尺寸小于或等于6.0 nm，只有fcc相超过此流行。它们还与减少的配位数、改变的电子结构和与配体的表面原子配位有关。磁化强度数据进一步揭示了在300 K时铁磁性和超顺磁性共存。由于配体的主导作用，它们可能会对未来的应用产生深远的影响。
2016-10-06 cond-mat.mes-hall
Including nanoparticle shape into macrospin models
Universidade de Santiago de Compostela（圣地亚哥-德孔波斯特拉大学）；Instituto de Materiais (iMATUS)（材料研究所）；Universitat de Barcelona（巴塞罗那大学）
研究宏自旋近似在描述软磁性纳米颗粒真实几何形状方面的可行性，通过超椭球参数化方法，结合扩展的斯托纳-沃尔夫哈特模型，验证了宏自旋描述在不同形状和伸长率下的有效性。
2026-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Electronic structure, charge transfer, and intrinsic luminescence of gadolinium oxide nanoparticles: Experiment and theory
采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱学（XPS）和光致发光（PL）光谱等多种材料科学技术，研究了Gd_2 O_3的立方晶型（c）和单斜晶型（m）。还对所研究的样品进行了基于密度泛函理论（DFT）的计算。立方相的氧化钆（c-Gd 2 O3）使用沉淀法合成具有良好定义的边缘组装从初级纳米粒子的平均尺寸为50 nm的类球形纳米团簇，而单斜相的氧化钆（m-Gd 2 O3）使用爆炸热解沉积相比，天然钆具有更致密的结构。该相还具有由三维复杂团聚体组成的结构，该三维复杂团聚体没有清晰边缘的边界，其尺寸为约21 nm加上仅2at. %由尺寸约15 nm的初级边缘边界纳米颗粒组成。这些原子特征在电子结构中表现为不同的缺陷（[Gd... O-OH]和[Gd. O-O]），并且在价带结构中Gd 5 p- O 2s类核能级中，不同电子态对电荷转移过程的贡献不同，贡献不明确. [Gd]的起源XPS发现的O-OH]缺陷得到PL分析的很好支持。基于联合OKT-van der Laan模型，用密度泛函理论计算了合成的氧化钆的电子结构和原子结构，并进行了比较和讨论，结果表明，计算结果与理论计算结果吻合较好.
2017-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
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
Structural stability and uniformity of magnetic Pt13 nanoparticles in NaY zeolite
基于第一性原理模拟，研究了Pt13纳米粒子在NaY分子筛中的结构稳定性和磁性均匀性.在气相中的50个稳定异构体中，只有15个可以容纳到沸石孔中，并发生严重的结构重排，这取决于与超笼结合的Pt顶点处的立体角是否大于2sr（即二十面体）。当范德华力被包括在内时，发现全局最小值是一个新的L形立方线，在气相中是不稳定的。包裹的Pt 13的总磁化强度由于配位较少的异构体的稳定性而降低，大多数簇的特征在于总磁化强度为2 μB，而大多数自由簇表现出三倍的值。
2015-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mirror Effect from Atomic Force Microscopy Profiles Enables Tip Reconstruction
在这项工作中，在原子力显微镜的尖端卷积效应被重新审视，以说明立方体物体的能力，用于确定尖端的形状和大小。利用分子基立方纳米粒子作为参考，一个两步尖端重建过程已经开发出来。首先，通过对卷积误差的分析来估计尖端到面的角度，同时从实验轮廓中提取尖端半径。所获得的结果与尖端供应商的规格良好一致，即使实验已经使用具有分散的尺寸和纵横比的纳米颗粒的真实分布进行。这证明了我们的方法的可靠性，并打开了一个更准确的尖端重建使用纳米光刻图案的大门。
2020-05-29 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Plasmonic resonances and hot spots in Ag octopods
新型的等离子体纳米粒子-银八脚体，可以合成各种形状-已被证明显示出灵活的光学响应使用离散偶极子近似。章鱼在光学（可见光，IR）波长下显示出复杂的行为，具有三个主要的共振，可以调谐到期望的响应，这使得它们特别有吸引力地用于例如高性能表面增强拉曼（SERS）检测器。激发的共振模式强烈依赖于恒星的几何参数，而依赖于他们的方向相对于入射辐射是温和的，由于立方对称性。与入射场相比，场“热点”形成有高达50倍的局部场增强。它们通常位于臂之间的表面，并且可以是“电”和“磁”的。虽然前者对于SERS是最重要的，但后者可以通过在其附近捕获磁性纳米颗粒来识别。结果与可用的数据非常一致，并且可以用作纳米颗粒的“形状光谱学”的类型。
2009-07-31 cond-mat.mes-hall
Nanoparticles of NbC produced by laser ablation in liquid: a study of structural, magnetic and superconductivity properties
采用液相激光烧蚀法合成超导NbC纳米颗粒，发现其表现出超导与磁性共存的独特性质，该现象源于纳米尺度下表面积与体积比的大幅增加。
2024-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.app-ph
