Thermal simulation of magnetization reversals for size-distributed assemblies of core-shell exchange biased nanoparticles
提出了一种适用于铁磁纳米颗粒和铁磁-反铁磁核壳纳米颗粒尺寸分布组装体的温度相关的相干磁化反转模型。纳米粒子被假定为单轴各向异性和所有沿其易轴排列。热依赖性包括考虑热涨落，通过Néel-Arrhenius理论实现。得到了磁化反转环、矫顽场和交换偏置场的温度和角度依赖关系，表明F-AF尺寸分布的交换耦合纳米颗粒具有温度依赖的非对称磁化反转。同时，证明了He和Hc随T的非单调演化. Hc与T的角度依赖性表现出复杂的行为，存在一个顶点，其位置和幅度强烈依赖于T。He与T的角度依赖性表现出复杂的行为，这取决于AF各向异性和交换耦合。由此产生的角度行为证明了纳米颗粒的磁响应中的尺寸分布和温度的关键作用。
2016-06-03 cond-mat.mtrl-sci
Predictability of localized plasmonic responses in nanoparticle assemblies
设计具有所需纳米光子特性的纳米结构是纳米光学和纳米光子学的关键任务。在这里，局部纳米粒子的几何形状和它们的等离子体激元响应之间的相关关系，建立使用编码器-解码器神经网络。在im 2spec网络中，通过将观察到的几何形状编码为少量潜变量，然后解码为等离子体光谱，建立局部粒子几何形状和局部光谱之间的相关关系;在spec 2 im网络中，这种关系被颠倒了。令人惊讶的是，这些减少的描述允许高准确性的预测的局部响应的基础上的几何形状的固定组合物和化学状态的表面。潜在的空间分布和相应的解码和最接近的（在潜在的空间）编码图像的分析产生洞察纳米粒子阵列中的等离子体相互作用的生成机制。最终，这种方法为确定可以产生最接近所需光谱的配置创建了一条路径，为纳米等离子体结构的随机设计铺平了道路。
2020-09-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nanoscale Charge Transport in Au@PANI Assemblies: Bulk-like Films and Linear Assemblies
Leibniz Institute of Polymer Research Dresden（德累斯顿莱布尼茨聚合物研究所）；Dresden University of Technology（德累斯顿工业大学）；Helmholtz-Zentrum, Dresden-Rossendorf（德累斯顿-罗斯多夫亥姆霍兹中心）
研究了Au@PANI纳米结构中几何形状对电荷输运机制的影响，发现线性结构呈现局域输运，而体相薄膜则表现为非局域输运。
2026-03-12 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Annealing effects on the magnetic and magnetotransport properties of iron oxide nanoparticles self-assemblies
本文系统研究真空退火对自组装Fe3O4纳米颗粒磁性与磁输运的影响，发现高温退火通过分解有机包覆层和改变表面氧化态显著降低电阻率并减弱自旋相关隧穿，揭示了界面组成与空间排布对隧道输运的关键作用。
2023-11-01 cond-mat.mtrl-sci
DNA-functionalized gold nanoparticle assemblies for Surface Enhanced Raman Scattering
DNA链的可编程组装是构建定制的自下而上纳米结构的有前途的工具。在这里，我们提出了一个等离子体纳米系统获得的碱基配对介导的聚集的金纳米粒子（NP），分别与两个不同的单链DNA链功能化。它们的受控装配由互补DNA“桥”序列介导。我们监测形成的DNA组装NP聚集体在溶液中，我们研究了它们的表面增强拉曼散射（SERS）响应与单个NP成分的比较。我们解释揭示的SERS签名在纳米级的分子和NP组织方面，表明DNA桥分子的作用产生规则的NP聚集体与控制的粒子间距离和可重复的SERS响应。这证明了本系统作为稳定的、生物相容的和可回收的SERS传感器的潜力。
2019-12-02 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Chiral Assemblies of Pinwheel Superlattices on Substrates
手性超晶格独特的拓扑结构和物理特性使其从纳米粒子的自组装成为（Meta）材料的圣杯。在这里，我们表明，四面体金纳米粒子可以自发地从钙钛矿样的低密度相与角到角连接到风车组装与角到边连接和更密集的包装。虽然角共享组件是非手性的，风车超晶格成为强烈的镜像非对称固体衬底上的手征措施所证明的。液相透射电子显微镜和计算模型表明，范德华力和纳米粒子之间的静电相互作用控制热力学平衡。四面体之间的可变角到边连接使得能够微调手性。的双层超晶格的域显示出很强的手性活性，通过光子诱导的近场电子显微镜和时域有限差分模拟确定。衬底支撑的手性超晶格的简单性和多功能性有助于制造具有不寻常的光学，机械和电子特性的亚结构涂层。
2022-06-28 cond-mat.mtrl-sci
Bridging the Gap: 3D Real-Space Characterization of Colloidal Assemblies via FIB-SEM Tomography
洞察纳米粒子组装体的结构，直到一个单一的粒子水平是关键，以了解这些组件的集体性质，这严重依赖于单个粒子的位置和取向。然而，含有小的10-500纳米尺寸的胶体的大的微米尺寸的组件的表征是非常具有挑战性的，并且不能容易地用常规的光、电子或X射线显微镜技术来完成。在这里，我们证明了聚焦离子束扫描电子显微镜（FIB-SEM）断层扫描结合图像处理，使定量的真实空间研究有序和无序的粒子组件太大的传统的透射电子断层扫描，包含粒子太小的共聚焦显微镜。首先，我们展示了高分辨率的结构分析球形纳米粒子组件，包含小的各向异性的金纳米粒子。在此，FIB-SEM断层扫描允许表征组装尺寸，这是传统的透射电子显微镜无法访问的。接下来，我们表明，FIB-SEM断层扫描是能够表征更大的有序和无序的组件包含二氧化硅胶体的直径接近共聚焦显微镜的分辨率极限。我们确定的位置和方向的每个单独的（纳米）粒子在组件中使用最近开发的粒子跟踪例程。这种高精度的结构信息对于理解和设计新的基于纳米颗粒的材料和工艺的集体性质是必不可少的。
2019-03-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Polarized neutron scattering as a probe for vortex-type spin correlations in iron oxide multicore assemblies
University of Luxembourg（卢森堡大学）；Institut Laue-Langevin（朗之万研究所）
利用极化小角中子散射实验，结合涡旋态磁性纳米粒子理论，揭示了氧化铁多核组装体中低场下的涡旋型磁化构型，并通过自旋翻转散射的环状特征证实了磁通闭合态的形成。
2026-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Self-organisation of highly symmetric nanoassemblies: a matter of competition
金属纳米颗粒的性质和应用不仅与其详细的形态和组成密不可分，而且与其结构配置和相互作用密切相关。因此，与单个纳米颗粒相比，组装体通常具有优异的性质。虽然已经报道纳米颗粒可以形成高度对称的簇，但是如果可以根据合成参数预测构型，则可以进行更有针对性和更准确的合成。我们在这里提出了一个理论模型，准确地预测自组装金纳米团簇的结构和配置。该模型的有效性进行了验证，从不同的组件的电子断层扫描三维重建提取的定量实验数据。目前的理论模型是通用的，原则上可以用于不同类型的纳米粒子，提供了一个非常广阔的窗口的潜在应用。
2014-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable Nanoparticle Stripe Patterns at Inclined Surfaces
Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院孟买分校）
本研究通过控制倾斜基底和纳米粒子浓度，实现了在倾斜表面形成可调周期性纳米粒子条纹图案，揭示了重力与界面力的相互作用对纳米结构组装的影响。
2026-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Optimizing the magnetic hyperthermia efficiency from the structural dependence of dipolar interactions in magnetic nanoparticles assemblies
PROMES-CNRS (UPR-8521), Université de Perpignan Via Domitia（普罗梅斯-CNRS（UPR-8521），佩皮尼昂维亚多米蒂亚大学）；ICMPE, UMR 7182 CNRS and UPE（ICMPE，CNRS UMR 7182 和 UPE）
本研究利用时间量化蒙特卡洛框架，揭示磁性纳米颗粒各向异性聚集体中局部结构（位置与易轴分布）对偶极相互作用贡献的关键作用，为优化磁性热疗效率提供自洽建模方法。
2026-10-05 cond-mat.mtrl-sci
Chiral nanoparticle chains on inorganic nanotube templates
本研究利用非手性无机WS2纳米管作为模板，在高达550°C下实现金属和介电纳米粒子的手性组装，拓宽了纳米粒子制备技术范围，展示了多种材料的手性链结构。
2023-03-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Magnetic Nanoparticle Chains in Gelatin Ferrogels: Bioinspiration from Magnetotactic Bacteria
受趋磁细菌（MTB）中亚铁磁性纳米晶体（NC）链的启发，报道了亚铁磁性磁铁矿NC链状组装体的合成和详细表征。使用在热可逆明胶水凝胶基质中的简单绿色合成路线。这些磁铁矿链的结构，其特征在于通过透射电子显微镜，包括电子断层扫描（ET）。这些结构确实与MTB中发现的磁铁矿组件相似，以其机械柔性和出色的磁性而闻名，并且已知其磁铁矿NC沿着最强的<111>易磁化轴结晶排列。使用电子全息术（EH）和角度相关的磁性测量，可以显示NC之间的磁相互作用和磁各向异性材料的产生。静电和静磁建模表明，为了精确地确定链状NC组件内部的磁化强度（通过EH），必须考虑它们的确切形状，排列和杂散场（理想情况下使用ET获得）。
2019-10-16 cond-mat.mtrl-sci
Liquid phase fast electron tomography unravels the true 3D structure of colloidal assemblies
本研究提出在原始液体环境中进行电子断层扫描的方法，结合快速数据采集与专用重建流程，揭示了胶体组装体在液相中的真实三维结构，强调了保留原生环境对高分辨率表征的重要性。
2023-11-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cs.CE
Nonmonotonic Evolution of the Blocking Temperature in Dispersions of Superparamagnetic Nanoparticles
我们用蒙特卡罗方法模拟偶极相互作用对单分散超顺磁性$γ-Fe_{2}O_{3}$纳米粒子组装的影响。我们已经确定了一个临界浓度c*，这标志着两个不同的制度之间的过渡的阻塞温度（$T_{B}$）的演变与粒子间的相互作用。在低浓度（c < c*）下，磁性颗粒表现为具有恒定$T_{B}$的理想非相互作用系统。在浓度c > c* 时，偶极能增强各向异性能垒，并且$T_{B}$随着c的增加而增加，使得需要更高的温度来达到超顺磁状态。我们的结果与经典粒子模型和实验的拟合支持了两种不同区域的存在。我们的数据可能有助于理解文献中明显矛盾的结果。
2010-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coupled Plasmon Modes in 2D Gold Nanoparticle Clusters and their Effect on Local Temperature Control
紧密分离的金纳米颗粒的组装体由于各个纳米结构的等离子体激元模式的耦合而表现出强烈的集体等离子体激元响应。在纳米颗粒自组装的背景下，球形纳米颗粒的紧密堆积的2D簇呈现出一种重要的复合系统，其承诺了许多应用。本研究探讨了集体等离子体特性和由此产生的光热行为的封闭包装的二维金纳米粒子簇，以描绘集群的大小，颗粒间的距离和颗粒大小的影响。较小的纳米粒子（直径为20 nm和40 nm），表现出低的个人散射和高吸收被认为是其相关的光热应用。与典型的文献研究相比，本研究比较了不同大小的簇的光学响应，从单个纳米颗粒到61个纳米颗粒的大组件。团簇尺寸的增加会导致光谱位置和光物理特性的显著变化。基于模型的结果，每个纳米粒子的最大吸收的最佳簇大小也被确定为增强光热效应。研究了颗粒尺寸和颗粒间距离的影响，以阐明近场和远场耦合相互作用的性质。考虑到均匀的水介质的光热效应所产生的吸收进行了比较，为不同的团簇尺寸和颗粒间的距离。纳米颗粒的稳态温度对簇大小、簇中的颗粒位置、入射光偏振和颗粒间距离的强烈依赖性在等离子体纳米结构的局部温度控制中提供了新的物理见解。
2021-08-04 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Size and polydispersity effect on the magnetization of densely packed magnetic nanoparticles
利用蒙特卡罗模拟研究了磁性纳米粒子（MNP）的磁特性。氧化铁纳米颗粒的情况被认为是MNP的典型示例。主要关注的是颗粒大小和大小多分散性对磁化曲线的影响。颗粒被建模为均匀磁化的球体，通过代表有机涂层的非磁性层彼此隔离。与最近的实验结果的比较$γ-$ Fe $_2$ O $_3$粉末样品不同，其大小。
2012-09-17 cond-mat.mtrl-sci
Understanding the Coupling Mechanism of Gold Nanostructures by Finite-Difference Time-Domain Method
金纳米颗粒组装体由于单个纳米颗粒的等离子体激元模式的组合效应而显示出强的等离子体激元响应。增加结构化组装体中纳米颗粒的数量导致光学和物理性质的显著变化。我们使用时域有限差分法（FDTD）模拟分析了结构有序的金纳米棒在单体和二聚体配置的电磁响应。单体或二聚体配置中的纳米棒之间的等离子体激元耦合提供了用于调谐纳米结构内和周围的局部电场的光谱强度、空间分布和偏振的独特技术。我们的研究表明，当两个金纳米棒以端对端和并排的二聚体构型组装时，具有指数耦合行为。在端对端二聚体配置中的相邻纳米棒之间的间隙中的最大电场描述了比单个金纳米棒更显著的增强因子。我们的FDTD模拟二聚体在端到端组装小间距高达~ 40 nm可以很好地解释所观察到的实验生长动力学的金纳米棒。
2021-08-14 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Magnetic properties of nanoparticles compacts with controlled broadening of the particle size distribution
二元随机压块与不同比例的小（体积V）和大（体积2V）裸磁赤铁矿纳米粒子（NP）被用来调查可控地扩大粒度分布的磁性NP组件的磁性能与强偶极相互作用的效果。一系列的八个随机混合物的高度均匀的9.0和11.5 nm直径的磁赤铁矿颗粒制备的热分解进行了研究。尽管在混合样品中的尺寸分布严重加宽，定义明确的超自旋玻璃化转变温度在整个系列中观察到，它们的值与大颗粒的重量分数线性增加。
2017-06-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Tuning sizes, morphologies, and magnetic properties of mono- vs. multi-core iron oxide nanoparticles through control of added water in the polyol synthesis
多元醇路线是一种多用途和可升级的方法，用于生产大批量具有明确结构和磁性的氧化铁纳米颗粒。控制参数，如反应的温度和持续时间，加热曲线，多元醇溶剂或有机金属前体的性质在以前的研究文献中有报道，但没有一个描述了水在强制水解途径中的关键作用，其存在是强制性的纳米颗粒生产。本文研究了在回流系统中注入纯多元醇或与聚（羟基）胺混合物的水量和温度的影响。由此获得了不同形貌的纳米颗粒，从直径低至4 nm的超超小光滑球体到直径高达37 nm的大球体。还合成了纳米花，其是具有窄粒度分散度的良好限定的多核组装体。在保持所有其他参数固定的情况下，通过发挥溶剂的性质和痕量水的量来获得多样化和大型的样品库。不同的形态导致磁性纳米颗粒很好地适合于磁热疗和MRI造影剂或两者之间所需的应用。
2019-11-17 cond-mat.mtrl-sci
Emergent super-antiferromagnetic correlations in monolayers of Fe3O4 nanoparticles throughout the superparamagnetic blocking transition
该研究通过X射线共振磁散射发现Fe3O4纳米颗粒自组装体中存在颗粒间反铁磁关联，其强度随颗粒尺寸增大而增强，并在超顺磁阻塞转变中显著放大。
2023-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrostatic Superlattices beyond 1:1 Stoichiometry
Iowa State University（爱荷华州立大学）；Ames National Laboratory（艾姆斯国家实验室）；National Synchrotron Light Source II, Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室，国家同步光源二号）
该研究利用聚合物接枝纳米颗粒的电荷失配，组装出含A₃等新型超晶格，其可实现可逆负热膨胀，且大颗粒利于制备高质量开放超晶格，适用于光子应用。
2026-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Size-Dependent Lattice Pseudosymmetry for Frustrated Decahedral Nanoparticles
本文利用4D-STEM应变成像研究23个边长20-55 nm的受挫十面体纳米颗粒，揭示了晶格畸变异质性随尺寸增大而均匀化并恢复对称性的规律，发现35 nm处存在内部结构交叉转变，为纳米晶相变研究提供了新方法。
2025-07-20 cond-mat.mtrl-sci
Bottom-up strategies for the assembling of magnetic systems using nanoclusters
在纳米粒子研究杂志（JNR）20周年的框架内，我们的目标是从20年前的历史背景出发，并给出一些最近的结果和观点，关于使用低能团簇束沉积（LECBD）技术从气相中预先形成的团簇制备纳米磁体。在本文中，我们专注于我们的注意力在不同的矩阵嵌入的典型情况下的Co团簇，以研究界面磁各向异性和磁相互作用作为体积浓度的函数，并通过两个例子的二元金属3d-5d TM（即CoPt和FeAu）团簇组装的静态电流和前景，以说明尺寸相关的和纳米合金现象的磁性能在定义良好的质量选择团簇。使用各种实验技术，包括高分辨率透射电子显微镜（HRTEM），超导量子干涉仪（SQUID）磁强计，以及同步加速器技术，如扩展X射线吸收精细结构（EXAFS）和X射线磁圆二色性（XMCD）的结构和磁性的这些集群组件进行了研究。根据纳米颗粒和基质的化学性质，我们观察到不同的磁响应相比，他们的散装同行。特别是，我们展示了有限尺寸效应（尺寸减小）如何增强它们的磁矩，以及纳米合金中的特定弛豫如何影响它们的磁各向异性。
2019-10-24 cond-mat.mtrl-sci
