Quantum Design中国用户科研成果快报（2021年第2期）

Quantum Design中国用户科研成果快报

（2021年第2期）

《Quantum Design中国用户科研成果快报》是由Quantum Design中国定期汇总用户（包括综合物性测量PPMS、全新一代磁学测量系统MPMS3用户等）在众多研究领域的近期科研成果，为大家的相关科学研究提供参考。

本期文献目录：

1. Néel-Type Elliptical Skyrmions in a Laterally Asymmetric Magnetic Multilayer. Advanced Materials (2021). 于国强等 中科院物理所松山湖.

2. In-situ regrowth constructed magnetic coupling 1D/2D Fe assembly as broadband and high-efficient microwave absorber. Chemical Engineering Journal (2021). 车仁超等 复旦大学.

3. Creating Ferromagnetic Insulating La0.9Ba0.1MnO3 Thin Films by Tuning Lateral Coherence Length. ACS Applied Materials & Interfaces (2021). 杨金波等 北京大学.

4. Robust anomalous Hall effect and temperature-driven Lifshitz transition in Weyl semimetal Mn3Ge. Nanoscale (2021). 赵建华等 中科院半导体所.

5. Structural evolution and superconductivity tuned by valence electron concentration in the Nb-Mo-Re-Ru-Rh high-entropy alloys. Journal of Materials Science & Technology (2021). 曹光旱等 浙江大学.

6. Large magnetocaloric effect and magnetoresistance in ErNi single crystal. Journal of Materials Science & Technology (2021). 马胜灿等 江西理工大学.

7. Kinetic arrest behavior in Ni-Co-Mn-Sn alloys within the phase boundary between martensite and strain glass. Scripta Materialia (2021). 杨森等 西安交通大学.

8. High-Pressure Synthesis of Double Perovskite Ba2NiIrO6: In Search of a Ferromagnetic Insulator. Inorganic Chemistry (2021). 靳长青等 中科院物理所.

9. Superconductivity and paramagnetism in Cr-containing tetragonal high-entropy alloys. Journal of Alloys and Compounds (2021). 曹光旱等 浙江大学.

10. Superconductivity in a new T2-phase Mo5GeB2. Journal of Alloys and Compounds (2021). 陈根富 任志安等 物理所.

11. Low-field induced topological Hall effect in chiral cubic Cr0.82Mn0.18Ge alloy. Journal of Alloys and Compounds (2021). 马胜灿等 江西理工大学.

12. Supercritical Hydrothermal Growth of Fe-Doped Bismuth Titanate Single Crystals. Crystal Growth & Design (2021).  陆亚林等 中科大.

13. Giant topological Hall effect around room temperature in noncollinear ferromagnet NdMn2Ge2 single crystal. Applied Physics Letters (2021). 马胜灿等 江西理工大学.

14. Observation of A-site antiferromagnetic and B-site ferrimagnetic orderings in the quadruple perovskite oxide CaCu3Co2Re2O12. Physical Review B (2021). 龙有文等 中科院.

15. Possible bipolar effect inducing anomalous transport behavior in the magnetic topological insulator Mn(Bi1-xSbx)2Te4. Physical Review B (2021). 陈仙辉等 中科大.

16. Bulk anisotropic nanocrystalline Sm0.6Pr0.4Co5 magnets with excellent energy density. Materials Characterization (2021).  岳明等 北京工业大学.

17. Carrier localization in quaternary Ga1-xMnxAs1-yPy ferromagnetic semiconductor films. Physical Review Materials (2021). 郑仁奎等 中科院硅酸盐.

18. Magnetization reversal on different time-scales for ErFeO3 and NdFeO3 single crystals. Physical Chemistry Chemical Physics (2021). 曹世勋等 上海大学.

19. Giant exchange bias induced via tuning interfacial spins in polycrystalline Fe3O4/CoO bilayers. Physical Chemistry Chemical Physics (2021). 杨森等 西安交通大学.

20. Precisely and continuously tunable, intrinsic, infinitely soluble alloy ferromagnetism in layered and quasi-layered CrVTe crystals. Cell Reports Physical Science (2021). 常海欣等 华中科技大学.

21. Temperature and thickness dependent magnetization reversal in 2D layered ferromagnetic material Fe3GeTe2. Journal of Magnetism and Magnetic Materials (2021). 郭光华等 中山大学.

22. Electronic structures and magnetic studies of SmFeO3 thin films and powders. Journal of Magnetism and Magnetic Materials (2021). 杜军等 南京大学.

23. Magnetic properties and spin glass behavior in an antiferromagnet KFeO2. Physica B: Condensed Matter (2021). 曹世勋等 上海大学.

24. Physical properties and phase diagram of NaFe1−xVxAs. Chinese Physics B (2021). 靳长青等 中科院物理所.

中科院物理所松山湖 于国强等

Néel-Type Elliptical Skyrmions in a Laterally Asymmetric Magnetic Multilayer. Advanced Materials (2021) . 

摘要

磁性skyrmons是一种拓扑-手性自旋结构，在下一代高密度和节能自旋电子设备中具有潜在的应用价值。解析调整skyrmions的自旋纹理是skyrmions动力学的关键，也是skyrmions设备设计的关键因素之一。本文报道了在倾斜Co层沉积的Pt/Co/Ta多层膜中直接观测平行排列椭圆磁skyrmons的结果。畴壁速度和自旋-轨道-力矩-诱导的面外方向有效场分析表明，异常的椭圆skyrmions的形成与薄膜面外各向异性磁能量密度(Keffu)和面内Dzyaloshinskii-Moriya相互作用(DMI)有关。结构分析和性原理计算进一步表明，各向异性Keffu和DMI源于斜角沉积引入的界面各向异性应变。这项工作提供了一种调优skyrmions在磁性多层膜中的自旋结构的方法，从而为skyrmions器件的设计提供了一个新的自由度。

MPMS

The magnetic properties were measured by the magnetic transport measurement system, SQUID (Quantum Design) magnetometer .

复旦大学 车仁超等

In-situ regrowth constructed magnetic coupling 1D/2D Fe assembly as broadband and high-efficient microwave absorber. Chemical Engineering Journal(2021) .

摘要

磁性材料的性能主要取决于其各向异性行为，然而，目前还缺乏相应的调控策略。本文成功地将2D磁性铁纳米片组装在1D Fe Chain 上，制成了一种新型的1D/2D各向异性的微波吸收体。通过可控原位再生长和随后的还原方案，沿1D Fe链轴向辐射状的2D Fe纳米片成功地从中间的γ-FeOOH相转化而成。而1D Fe 链通过Fe纳米球团簇的磁偶作用自发组装。多维度1D/2D Fe结构具有优异的吸收性能，反射损耗为-57.3 dB，超宽有效带宽为11.5 GHz (1.9 mm)。这种层次结构将二维Fe纳米片的大平面各向异性与一维Fe链的各向异性场结合在一起，赋予了装配体较强的各向异性以增强磁响应。高密度磁通量线以具有高比表面积的超薄磁性纳米片为增强材料，构建了大规模的三维耦合网，并得到了电子全息图的证实。分层链相互交联，形成三维导电网络，增强介质损耗。这一发现可能为高性能微波吸收器的设计提供新的思路。

MPMS

The superconducting quantum interference device (MPMS, SQUID, VSM)was carried out to acquire the magnetic property of products .

北京大学 杨金波等

Creating Ferromagnetic Insulating La0.9Ba0.1MnO3 Thin Films by Tuning Lateral Coherence Length. ACS Applied Materials & Interfaces(2021) .

摘要

本文采用异质外延垂直排列纳米复合(VAN) 的La0.9Ba0.1MnO3 (LBMO)-CeO2薄膜组装了铁磁绝缘(FMI)薄膜。X射线光电子能谱、X射线衍射和电子显微镜相结合表明，绝缘体-金属(I - M)转变的消失是由于在LBMO矩阵中非常小的横向相干长度(相应的横向尺寸约为3nm(约7u.c))（可以通过在矩阵中设计高密度的CeO2纳米柱来实现的）。小的横向相干长度导致价带大值的改变和双交换（DE）耦合的减少。在小的横向相干长度(约3 nm)上不存在“死层”效应。本文通过横向尺寸调节发现FMI行为与其和衬底之间的相互作用无关，是薄膜本身固有性质，也与薄膜厚度无关。VAN薄膜不会产生层间的界面退化效应的独特特性为制备多层自旋电子器件提供了可能。

MPMS + PPMS

Magnetic and transport property measurements were performed using a superconducting quantum interference device (SQUID) magnetometer (MPMS, Quantum Design) and a physical properties measurement system (PPMS, Quantum Design) .

中科院半导体所 赵建华等

Robust anomalous Hall effect and temperature-driven Lifshitz transition in Weyl semimetal Mn3Ge. Nanoscale (2021) .

摘要

拓扑Weyl半金属因其在自旋电子学中的潜在物理和器件潜力而引起了广泛的关注。大的反常霍尔效应(AHE)在非共线反铁磁(AFMs)中表现出显著的Weyl相，这与Bloch带拓扑特征有关。在这项工作中，我们报道了高质量的Weyl半金属Mn3Ge薄膜的鲁棒AHE和Lifshitz转变，具有Kagome晶格和手征反铁磁性特征。我们成功在Mn3Ge中实现了巨大的AHE，带有强大Weyl相增强的Berry曲率。在我们的AHE曲线中， 5K时的巨大矫顽力场HC在六边形Mn3X体系中达到了前所未有的5.3 T。我们的结果为手性AHM的电子拓扑转变提供了直接的实验证据。结果表明，温度对载流子浓度的调节有很好的作用，可以用双带模型定量地确定载流子浓度。电子带结构越过费米能级，导致载流子类型在50k左右反转。研究结果不仅为有效调制拓扑Weyl半金属中的费米能级位置提供了新的方法，而且为控制反铁磁自旋电子器件中的载流子浓度提供了一条有前景的途径。

MPMS 

The temperature dependence of remnant magnetization M(T) and hysteresis loops M(H) of the Mn3Ge film were studied in a superconducting quantum interference device (SQUID) equipped with a 5 T superconducting magnet .

浙江大学 曹光旱等

Structural evolution and superconductivity tuned by valence electron concentration in the Nb-Mo-Re-Ru-Rh high-entropy alloys. Journal of Materials Science & Technology (2021) 

摘要

本文采用X射线衍射、电阻率、磁化率和比热等方法研究了Nb25Mo5+xRe35Ru25-xRh10(0≤x≤10)和Nb5Mo35-yRe15+yRu35Rh10 (0≤y≤15)两系列高熵合金(HEAs)的晶体结构和物理性能。结果表明：前者的价电子浓度(VEC)为6.7 ~ 6.9，为非中心对称立方α-Mn结构；后者的价电子浓度(VEC)为7.1 ~ 7.25，为中心对称立方密集堆积(hcp)结构；尽管结构不同，但这两组HEAs都是具有全能隙的体超导体，并且超导转变温度随VEC的增加呈下降趋势。然而，hcp型HEAs的Tc值高于α- Mn型HEAs，可能是由于更强的电子声子耦合。论文表面VEC和电负性差是控制-Mn和hcp型HEAs稳定性的两个关键参数。这些结果不仅有助于此类高熵合金(HEAs)的设计，而且首次在不改变其组成元素的情况下实现了不同结构的HEA超导体。

PPMS Resistivity & HC + MPMS

The four-probe electrical resistivity and specific heat measurements were performed in a Quantum Design PPMS-9Dynacool, and dc magnetization measurements were measured ina commercial SQUID magnetometer (MPMS3) .

江西理工大学 马胜灿等

Large magnetocaloric effect and magnetoresistance in ErNi single crystal. Journal of Materials Science & Technology (2021) .

摘要

本文详细研究了ErNi单晶的磁性能、磁热效应和磁电阻。随着温度的降低，ErNi单晶经历了两个连续的磁转变：在TC =11 K处发生顺磁到铁磁的转变;在TSR = 5 K处发生自旋-再取向的转变。同时，在TC下方沿a轴观察到强烈的场致超磁转变。ErNi单晶在TC附近具有巨大的磁热效应。磁场变化为0 ~ 50 kOe时，a轴上的大磁熵变化为-36.1 J (kg K)−1。特别是ErNi单晶的旋转磁热效应在较低的场强下达到大，在13 kOe下将外加场强从[011]方向旋转到[100]方向，可获得大的旋转熵变化量9.3 J (kg K)−1。这些结果表明，ErNi可以作为一种很有前途的液氦温度区磁制冷的候选材料。此外，在ErNi单晶中还发现了一个复杂的输运行为，目前还不能完全解释，可能归因于复杂的磁态和磁化子效应。正、负磁电阻都存在，且当磁场沿[100]方向时，在50 kOe下的8 K处获得了相当大的磁电阻，为正常值的- 34.5% 。

PPMS VSM

Measurements of magnetization and magneto transport as a function of temperature and magnetic field were performed by using a physical property measuring system (PPMS, Quantum Design, USA) .

西安交通大学 杨森等

Kinetic arrest behavior in Ni-Co-Mn-Sn alloys within the phase boundary between martensite and strain glass. Scripta Materialia (2021) .

摘要

动力学阻滞行为是场冷过程中磁马氏体转变受到抑制的有趣现象。场冷情况下，低温下收回磁场，亚稳态“奥氏体”被保留。然而，为什么这种动力学阻滞的“奥氏体”只出现在有限的成分的铁磁形状记忆合金中至今还没有解释。为解决这一问题，本文对Ni37Co11Mn52-xSnx (x=8.5~10)体系的相变性能和相图进行了研究。发现，动态阻滞的“奥氏体”是一种特殊的冷冻应变玻璃态，它只出现在马氏体/应变玻璃相边界成分中，经历两步转变序列，即奥氏体先向应变玻璃转变，随后再向马氏体转变。动力学阻滞行为的出现是由于动力学阻碍和马氏体驱动力之间的比较竞争。对这些铁磁形状记忆合金的动力学转化特性的全面了解有助于调整它们的功能。

PPMS VSM

In order to explore the magnetic proper- ties, the temperature dependence of magnetization (M-T curves) was measured by a physical property measurement system (PPMS, Quantum Design) 

中科院物理所 靳长青等

High-Pressure Synthesis of Double Perovskite Ba2NiIrO6 : In Search of a Ferromagnetic Insulator. Inorganic Chemistry (2021) .

摘要

根据Goodenough - Kanamori规则，具有d8 - d3电子构型的双钙钛矿氧化物有望具有铁磁性，如铁磁性La2NiMnO6。为了寻找新的铁磁绝缘体，采用高压和高温的方法（8GPa和 1573K）我们成功合成了双钙钛矿Ba2NiIrO6。Ba2NiIrO6结晶为立方型双钙钛矿结构（空间群Fm3̅m）， NiO6和IrO6八面体有序排列。X射线吸收近边光谱证实了Ni(II)和Ir(VI)的价态。Ba2NiIrO6在51K时表现出反铁磁阶。然而，正的Weiss温度表明铁磁相互作用仍占主导地位。低温下的恒温磁化曲线支持场诱导的spin-flop转变。

PPMS VSM

The temperature dependence of the magnetic susceptibility was measured in a PPMS-7T (Quantum Design). The measurements were conducted in zero-field-cooled (ZFC) and fieldcooled (FC) conditions, respectively, in the temperature range of 2− 300 K under applied magnetic fields of 0.1, 2, 4, 7, and 14 T. Isothermal magnetization curves were initially recorded for fields up to ±7 T at a temperature of 6 K with the same apparatus. Then isothermal magnetization curves were recorded for fields of up to ±14T at a temperature of 10 K with a PPMS-14T (Quantum Design) .

浙江大学 曹光旱等

Superconductivity and paramagnetism in Cr-containing tetragonal high-entropy alloys. Journal of Alloys and Compounds (2021) .

摘要

本文报道了5≤x≤13的Ta10Mo35−xCrxRe35Ru20高熵合金(HEAs)的结构和物理性能。这些HEAs采用单一的四方结构，具有P42/mnm空间群，表现出类似Bardeen-Cooper-Schreiffer (BCS)的体超导性，转变温度Tc高达4.79 K。在正常状态下，由于Cr的磁矩，所有x值的合金在低温下均表现出顺磁行为，其磁矩约为金属Cr的1/3。与典型的单质、金属间化合物、铜和铁磷族化合物超导体相比，HEAs的Tc转变温度随着Cr含量增加而降低的速率明显减缓，表明HEA超导体中存在的Cr-3d电子导致的较弱的配对电子断裂。

PPMS Resistivity & HC+ MPMS

Measurements of resistivity and specific heat were performed in a Quantum Design Physical Property Measurement System (PPMS-9 Dynacool). The electrical resistivity was measured by a standard four-probe method. The dc magnetization measurements were done in a commercial SQUID magnetometer (MPMS3) .

物理所 陈根富 仁志安等

Superconductivity in a new T2-phase Mo5GeB2. Journal of Alloys and Compounds(2021) 

摘要

我们报道了一种新的三元硼化物Mo5GeB2的晶体结构和超导性。 Mo5GeB2是Cr5B3型结构，其空间群为I4/mcm (No. 140)。晶格参数为a = 6.0721(1) Å， c = 11.1173(2) Å。通过电阻率、磁化率和热容测量，我们发现了这一材料具有Tc = 5.8 K的第二型超导性。上临界场为0.52 T，下临界场为77.1 mT。低温比热的温度依赖性遵循各向同性s波间隙的BCS超导体的描述(Δ0 = 0.93 meV)。然而，标准化比热变化(ΔCe/γTc = 1.63)和耦合强度(Δ0/kBTc = 1.87)均超过BCS弱限，表明Mo5GeB2材料具有中间耦合特征。

PPMS Resistivity & HC+MPMS

The electrical transport and heat capacity measurements were carried out on a physical property measurement system (PPMS, Quantum Design). The heat capacity was measured using the relaxation method with a heat pulse which led to a temperature rise of 2% of the sample temperature. The magnetization was measured on a rectangular sample by a magnetic property measurement system (MPMS, Quantum Design) .

江西理工大学 马胜灿等

Low-field induced topological Hall effect in chiral cubic Cr0.82Mn0.18Ge alloy. Journal of Alloys and Compounds (2021)

摘要

拓扑霍尔效应（THE）一般起源于传导电子在非共面自旋结构(如skyrmons)中运动带来的Berry相的改变。本文在一种手性晶格B20序的Cr0.82Mn0.18Ge合金中实现了低场诱导的THE。约μ0H = 0.04 T的低磁场条件下，该合金在T = 10 K时获得了大的霍尔拓扑电阻率ρ_xy^T≈-0.048 μΩcm，达到了异常霍尔效应AHE的20%。研究发现，场依赖的AC磁化率观测到dip/peak异常（左图c），表明了拓扑保护的非平庸自旋结构的场依赖演化。本论文研究结果预言Cr0.82Mn0.18Ge合金中存在着大量的skyrmions，为寻找新的skyrmions材料提供了一个可能方向

PPMS VSM & Resistivity + MPMS AC susceptibility

The magnetic measurements were performed by vibrating sample magnetometer (VSM) module equipped in PPMS Dyna Cool Cryogen-free System (Quantum Design, USA). The sample was firstly cooled to 2 K under zero field and then, the thermomagnetic M(T) curves upon the zero magnetic field cooling (ZFC) and field cooling (FC) models were measured under the applied various fields from μ0H = 0.002–0.45 T. The longitudinal and Hall resistivity were measured simultaneously by adopting the standard four-probe method. The AC susceptibilities were measured by using the Magnetic Property Measurement System (MPMS-XL Quantum Design SQUID magnetometer) .

中科大 陆亚林等

Supercritical Hydrothermal Growth of Fe-Doped Bismuth Titanate Single Crystals. Crystal Growth & Design (2021)

摘要

天然超晶格铋层结构氧化物因其丰富的结构可调性和高的耐掺杂性而具有铁电性、铁磁性、多铁性等功能特性，引起了人们的广泛关注。为了实现材料的多功能，通常需要进行2-3层过渡离子插层，而目前尚未获得大尺寸(直径10 μm)的可自发结晶的多过渡离子插层单晶。本文首次利用差温超临界水热法成功合成了数十种微米级掺铁-钛酸铋单晶。Bi4FexTi3−xO12−δ单晶体的横向长度约为40 μm，厚度约为4 μm，是迄今为止报道的自发结晶下Fe掺杂铋层结构氧化物单晶体中大的体晶体。本文详细讨论了它们的生长机理，包括溶解、质量迁移和重结晶。此外，本文还对超临界水热法样品的磁性能进行了研究。论文揭示了生长较大的含多个过渡金属离子的铋层结构氧化物单晶体的可行性。

MPMS

The corresponding magnetic properties were determined using a Quantum-Design SQUID-VSM system.

江西理工大学 马胜灿等

Giant topological Hall effect around room temperature in noncollinear ferromagnet NdMn2Ge2 single crystal. Applied Physics Letters (2021) .

摘要

我们报道了在室温附近观察到的复杂非共线铁磁NdMn2Ge2单晶中的巨拓扑霍尔效应。在400K以下观察到三个连续的磁转变，包括TSR=215K时的自旋重排转变。复杂的非共线磁性结构导致了异常的输运行为。当电流沿a轴流动，磁场沿c轴施加时，观察到反常霍尔效应，这是由斜散射机制主导的。值得注意的是，由于非共线自旋构型，在较宽的温度范围内材料都表现出巨大的拓扑霍尔效应。在300K时，拓扑霍尔电阻率达到大值-1.35 μ Ωcm，在TSR以下时，随着温度的升高，拓扑霍尔电阻率略有下降。这些结果表明， NdMn2Ge2单晶是一种有前景的室温自旋电子拓扑材料。

PPMS VSM & ETO

Both the magnetic and electrical transport properties of the single crystal were performed by using the physical property measurement system (PPMS-9 T, Quantum Design, USA). The electrical transport properties were studied employing a standard four-probe method by an electronic transport option (ETO) .

中科院 龙有文等

Observation of A-site antiferromagnetic and B-site ferrimagnetic orderings in the quadruple perovskite oxide CaCu3Co2Re2O12. Physical Review B (2021)

摘要

论文采用高压退火法制备了四重钙钛矿氧化物CaCu3Co2Re2O12。该化合物结晶为A-和B-位有序四重钙钛矿结构，空间群为Pn-3。通过键价总和分析和X射线吸收光谱分析，确定电荷组合为CaCu2+3Co2+2Re6+2O12。与具有单次磁转变的其他同构ACu3B2B’2O12化合物不同，该材料在TN≈28K处发现了由A’位的Cu2+亚晶格导致的长程反铁磁相变。随后，B位Co2+和B’位Re6+离子之间的自旋耦合导致了在TC≈20K左右的铁磁相变。光学测量表明，该器件具有较强的绝缘性质，其能隙约为3.75 eV。此外该论文还详细讨论了自旋相互作用的机理。

MPMS+PPMS HC

The magnetic susceptibility and magnetization data were collected using a superconducting quantum interference magnetometer (Quantum Design, MPMS) operating in vibrating sample magnetometer mode. The specific heat (Cp) was measured by a pulse relaxationmethod on a physical property measurement system (Quantum Design, PPMS-9T) .

中科大 陈仙辉等

Possible bipolar effect inducing anomalous transport behavior in the magnetic topological insulator Mn(Bi1-xSbx)2Te4. Physical Review B (2021) .

摘要

MnBi2Te4作为先被发现的固有磁拓扑绝缘体，引起了人们大的兴趣。 MnBi2Te4自发的具有严重的n型掺杂性质，而p掺杂需要从体态中隔离拓扑态的影响才能实现。本文系统地测量了Mn(Bi1−xSbx)2Te4  (0 ≤ x ≤ 0.51) 单晶的电阻率、塞贝克系数和热导率，发现在室温下，当x从0变化到0.51时，载流子浓度可以从−9.47 × 1019 cm−3连续调节到5.21 × 1019 cm−3。对于费米能级位于体能带带隙的电荷中性点附近的晶体，在特征温度下，电阻率、塞贝克系数和热导率会发生了剧烈的变化。我们结果表明，当费米能级位于体隙内电荷中性点附近时，双效应bipolar effect可能对窄体带拓扑绝缘体的输运特性起着决定作用。

PPMS

Resistivity and Hall resistivity are measured by using a PPMS-9-Tesla system (Quantum Design)

1−x

北京工业大学 岳明等

Bulk anisotropic nanocrystalline Sm0.6Pr0.4Co5 magnets with excellent energy density. Materials Characterization (2021)

摘要

本文采用放电等离子烧结热压和热变形技术成功制备了各向异性的纳米晶Sm0.6Pr0.4Co5磁体。通过调节热变形温度，优化了热变形Sm0.6Pr0.4Co5磁体的磁性能。本文系统研究了优化磁体的微观结构、c轴texture、温度稳定性和磁硬化机理。结果表明，在单相热变形磁体中获得了前所未有的高能量积21.10 MGOe，为此类材料文献报道的高值，表明Sm0.6Pr0.4Co5磁体在端环境下具有巨大应用潜力。

说明：能量积energy product，是描述永磁材料性能的重要指标，大能量积是指磁滞回线退磁部分B和H的大乘机，高斯制下单位为MGOe。

PPMS +VersaLab VSM

The magnetic properties of the magnet were measured by a physical properties measurement system (PPMS, Quantum Design, PPMS-9 T) at room temperature with a maximum magnetic field of 7 T, and the demagnetization effect was corrected with demagnetization coefficient of 0.1. The minor hysteresis loops measurement of the magnet were carried out in vibrating sample magnetometer (VSM, Quantum Design, VersaLab) with a maximum magnetic field of 3 T at room temperature .

中科院硅酸盐 郑仁奎等

Carrier localization in quaternary Ga1-xMnxAs1-yPy ferromagnetic semiconductor films. Physical Review Materials (2021) 

摘要

由于Ga1-xMnxAs1-yPy铁磁半导体家族中的空穴在确定其铁磁性质中起着关键作用，我们测量了一系列三种Ga1-xMnxAs1-yPy合金中的空穴浓度，这些合金是用不同磷量的分子束外延生长的。这是通过霍尔效应测量来实现的，在消除反常霍尔项的影响后，从而隔离了直接提供自由移动孔洞浓度的普通霍尔项。比较这些霍尔效应结果和总孔浓度从受体的数量和获得补偿捐赠者的结构和磁化测量,我们发现流动孔的数量(例如,漏洞导致霍尔效应)浓度明显小于总洞。这表明由Mn受体产生的空穴有相当一部分是局域的。此外，我们还发现，在Ga1-xMnxAs1-yPy 合金中，这种局部化程度随着磷浓度的增加而增加。我们的结果表明，在Ga1-xMnxAs家族的铁磁半导体中，齐纳模型描述的居里温度(以及其他磁性能)是由流动孔洞决定的，而不是由总孔洞浓度决定的。后，我们的结果还表明，当孔洞的总浓度低于一定的mot样阈值时，这些合金中的铁磁性消失，这表明孔洞(既有局部孔洞，也有流动孔洞)驻留在Mn受体产生的杂质带中。

MPMS+PPMS Resistivity

The Curie temperatures and saturation magnetizations of the specimens were measured using a superconducting quantum interference device (SQUID) magnetometer, and have been published in an earlier paper. For electrical transport measurements, Hall bars were fabricated by photolithography with the long dimension (the current direction) along the [110] orientation of the GaAs substrate, and transport measurements were then performed at a series of temperatures in a physical property measurement system (PPMS) with a maximum field of 12.0 T 

上海大学 曹世勋等

Magnetization reversal on different time-scales for ErFeO3 and NdFeO3 single crystals. Physical Chemistry Chemical Physics (2021) 

摘要

本文研究了ErFeO3和NdFeO3单晶的磁矩反转动力学。在磁场强度为300 Oe时，ErFeO3和NdFeO3分别在41 K和5.1 K时发生磁矩反转。磁化反转过程的动力学取决于反转发生时的温度。对于ErFeO3来说，热能远高于内场中稀土离子能级的塞曼分裂能量，这种逆转是突然的。而对于NdFeO3而言，反转温度下的热能远低于Nd3+自旋的塞曼分裂能，磁化反转在64s的时间尺度内逐渐进行。本文从Nd3+离子塞曼双重态的热重新分布(thermal repopulation)的角度提出了NdFeO3这种逐渐磁化逆转的机理是由在磁化逆转过程中塞曼双重态的分裂能的连续变化导致的。 

PPMS VSM

All magnetic measurements were performed using the vibrating sample magnetometer (VSM) option of a Physical Properties Measurement System (PPMS–9, Quantum Design) 

西安交通大学 杨森等

Giant exchange bias induced via tuning interfacial spins in polycrystalline Fe3O4/CoO bilayers. Physical Chemistry Chemical Physics (2021)

摘要

经过20kOe场冷却后，在10K时，多晶Fe3O4/CoO层的交换偏置(EB)达到9600 Oe，这与多晶Fe3O4与CoO层之间的界面自旋形成的强交换耦合有关。发现在10 K，零场冷和场冷曲线之间磁矩的区别(ΔM) 随场增加先增加然后减少，在20 kOe场冷情况下， ΔM达到大值，这表明界面自旋结构可以通过场冷磁场的大小调节。此外，本文还研究了其它的磁性能，包括场依赖、温度依赖和training效应，进一步证实了界面自旋在EB效应中所具有的重要作用。本研究提供了一种调节EB偏置大小的方法，揭示了EB对界面自旋依赖的机制，对巨EB效应材料的设计具有指导意义。 

MPMS AC susceptibility

The magnetic properties, including the magnetization–temperature (M–T) curves, the M–H curves, and the AC susceptibility, were measured using a superconducting quantum interference device (SQUID) magnetometer (Quantum Design, MPMS-XL-5) 

华中科技大学 常海欣等

Precisely and continuously tunable, intrinsic, infinitely soluble alloy ferromagnetism in layered and quasi-layered CrVTe crystals. Cell Reports Physical Science (2021)

摘要

和连续地调节本征二维van der Waals层状晶体的铁磁性是下一代低功率电子和自旋电子器件的关键。然而，大多数van der Waals层状铁磁晶体在某些铁磁特性方面表现出很少的可调性，如饱和磁化强度、矫顽力和易磁化轴。本论文研究了本征无限互溶的铁磁性层状或准层状 CrVTe (CrxV1-3x/4Te2)合金，展示了该合金大范围连续可调的铁磁性，包括：居里温度(~ 13.2 - -202.5 K)，饱和磁化(~ 0.375 - -48.740 emu / g)，矫顽力(~243.40 - -4930.33 Oe)，磁阻(大约~ 0.14%到32.39%)，和反常霍尔电阻率(~ 0.1724 - -13.3148 μΩcm)，与大多数发现的van der Waals层状铁磁晶体不同，该合金磁性原子的浓度非常有限。 我们的发现为铁磁二维晶体和二维自旋电子器件提供了一个高度可调谐的途径。

PPMS Resistivity & ETO & VSM

The magnetic and electrical transport properties are determined using a physical property measurement system (PPMS; DynaCool, Quantum Design) equipped with DC resistivity, AC electronic transport option (ETO), and vibrating sample magnetometer (VSM) .

中山大学 郭光华等

Temperature and thickness dependent magnetization reversal in 2D layered ferromagnetic material Fe3GeTe2. Journal of Magnetism and Magnetic Materials (2021) 

摘要

二维范德华层状磁性材料的发展使原子厚度自旋电子器件成为可能。二维层状磁性材料的应用不可避免地涉及到磁化反转。本文通过磁阻和异常霍尔电阻的测量，研究了二维层状材料Fe3GeTe2的磁化反转。发现Fe3GeTe2薄片的反转过程与温度和厚度均有关。在薄片和低温情况下，磁滞回线具有的矩形形状，矫顽力大，表明反转过程中的单畴特征。随着温度的升高，结构由单畴向多畴过渡。对于块状和很厚的Fe3GeTe2片材，其剩磁几乎为零，矫顽力很小，表明其反转过程是通过多畴结构的形成和随着磁场的逐渐演化来完成的。本文从长程磁偶相互作用和垂直磁各向异性相互竞争的角度解释了磁化反转随温度和片厚的变化规律。研究结果为设计基于Fe3GeTe2的自旋电子器件提供了重要参考。

PPMS VSM & Resistivity

The magnetic properties of bulk Fe3GeTe2 sample and the anomalous Hall resistance of the Fe3GeTe2 flakes were measured by the Integrated Physical Property Measurement System (PPMS-9T, Quantum Design) .

南京大学 杜军等

Electronic structures and magnetic studies of SmFeO3 thin films and powders. Journal of Magnetism and Magnetic Materials (2021)

摘要

本文研究了标准固相反应方式制备的SmFeO3 (SFO)粉体和脉冲激光沉积(PLD)方式在SrTiO3 (STO)(100)衬底上生长的SmFeO3薄膜的电子结构和磁性能。通过X射线衍射(XRD)分析证实了SmFeO3粉体和薄膜的相纯度。利用X射线光电子能谱(XPS)研究了元素的化学组成和价态。利用X射线吸收光谱(XAS)研究了SFO样品的电子结构，尤其是样品中的轨道杂化情况。值得注意的是，我们观察到SmFeO3粉体与薄膜之间O K-edge和Fe L-edge的XAS差异。通过磁化实验发现，样品表现出不同的交换偏置效应，这可能与样品轨道杂化和键长的变化有关。

MPMS

Magnetic measurements were taken in a superconducting quantum interference device (SOUID, Quantum Design) .

上海大学 曹世勋等

Magnetic properties and spin glass behavior in an antiferromagnet KFeO2. Physica B: Condensed Matter (2021) 

摘要

我们通过低温磁化和零场冷磁化弛豫测量结果发现KFeO2在低温下具有不均匀磁态，并表现出类似自旋玻璃性质。在典型的玻璃态转变温度(Tg)以下可能存在自旋玻璃态。低温等温磁滞回线揭示了自旋构型为反铁磁基态背景下存在少量铁磁态。KFeO2中自旋玻璃态的性质可能与铁磁组分和反铁磁组分的竞争有关。铁磁成分可能是由于KFeO2中Fe离子的阻挫效应或非化学计量的混合价态引起的。因此，我们预言在相关的AFeO2 (A表示碱金属)家族存在的超交换相互作用也会导致类似的现象的存在。

PPMS  VSM

Physical Property Measurement System (PPMS-9, Quantum Design, Inc.) with Vibrating Sample Magnetometer (VSM) was used to measure the low temperature magnetic behaviors of KFeO2 .

中科院物理所 靳长青等

Physical properties and phase diagram of NaFe1−xVxAs. Chinese Physics B (2021)

摘要

我们生长了一系列NaFe1-xVxAs (0<x<0.03)单晶，通过对其电阻、磁化率和比热的测量，研究了在NaFeAs中掺杂V元素的超导相图。V掺杂对结构转变和自旋密度波转变均有轻微抑制作用。而当佳掺杂水平x = 0.007时，超导转变温度提高到大值~15 K，然后随着V掺杂的进一步增加，超导转变温度被迅速抑制，呈现出一个小的超导圆顶。我们的结果表明，V杂质应该是引起NaFe1-xVxAs 超导性被强烈抑制的强磁散射中心。

PPMS Resistivity & HC+MPMS

The electrical resistance was measured by a physical property measurement system (PPMS) using the four-probe method. The DC magnetic susceptibility was measured using a superconducting quantum interference device (SQUID). The measurement of specific heat was performed from 2 K to 60 K using PPMS .

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