Quantum Design中国用户科研成果快报（2022年第九期）

2022-11-23 10:11:15, Dr. Sun QUANTUM量子科学仪器贸易（北京）有限公司

Quantum Design中国用户科研成果快报（2022年第9期）

《Quantum Design中国用户科研成果快报》是由Quantum Design中国定期汇总Quantum Design中国用户（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. Heterodimensional superlattice with in-plane anomalous Hall effect. Nature (2022) 北京大学侯仰龙.

2. Manipulating the insulator-metal transition through tip-induced hydrogenation. Nat Mater (2022) 清华大学于浦.

3. Tunable quantum gaps to decouple carrier and phonon transport leading to high-performance thermoelectrics. Nat Commun (2022) 南方科技大学何佳清.

4. Proximity-magnetized quantum spin Hall insulator: monolayer 1 T'' WTe₂/Cr₂Ge₂Te₆. Nat Commun (2022) 北京大学贾爽.

5. Molecular Spin Qubits Impregnated in a Hexagonal Self-Ordered Mesoporous Silica. Chemistry of Materials (2022) 南京大学宋友.

6. Engineering the electronic structure on MXenes via multidimensional component interlayer insertion for enhanced electromagnetic shielding. Journal of Materials Science & Technology (2022) 复旦大学车仁超.

7. Strengthened proximity effect at grain boundaries to enhance inter-grain supercurrent in Ba_1-xKxFe₂As₂ superconductors. Materials Today Physics (2022) 中科院电工所马衍伟.

8. Unintentional doping effect in Si-doped MOCVD β-Ga₂O₃ films: Shallow donor states. Science China Materials (2022) 中国科技大学龙世兵.

9. Electrical Detection of Magnetic Skyrmions in a Magnetic Tunnel Junction. Advanced Electronic Materials (2022) 中科院物理所于国强韩秀峰.

10. Enhanced superconductivity with interlayer spacing dependent Tc in intercalated Weyl semimetal MoTe₂. 2D Materials (2022) 清华大学于浦.

11. Tunable two-dimensional superconductivity and spin-orbit coupling at the EuO/KTaO₃(110) interface. npj Quantum Materials (2022) 中国科技大学陈仙辉.

12. Critical topology and pressure-induced superconductivity in the van der Waals compound AuTe₂Br. npj Quantum Materials (2022) 复旦大学李世燕.

13. Intrinsically enhanced anomalous Hall conductivity and Hall angle in Sb-doped magnetic Weyl semimetal Co₃Sn₂S₂. APL Materials (2022) 山西师范大学许小红.

14. A comprehensive research on new DyCo₂Mn_x (x = 0.0–1.0) Laves phases. Journal of Alloys and Compounds (2023) 江西理工大学马胜灿.

15. High-Magnetic-Sensitivity Magnetoelectric Coupling Origins in a Combination of Anisotropy and Exchange Striction. Nanomaterials (Basel) (2022) 华中科技大学夏正才.

16. Field-Tuning Mechanisms of Spin Switching and Spin Reorientation Transition in Praseodymium-Erbium Orthoferrite Single Crystals. Inorg Chem (2022) 上海大学曹世勋.

17. Structure and Magnetism of an Ideal One-Dimensional Chain Antiferromagnet [C₂NH₈]₃[Fe(SO₄)₃] with a Large Spin of S = 5/2. Inorg Chem (2022) 华中科技大学夏正才.

18. Sequential-Twice-Doping Approach toward Synergistic Optimization of Carrier Concentration and Mobility in Thiophene-Based Polymers. ACS Applied Electronic Materials (2022) 中科院硅酸盐所陈立东.

19. Phase precipitation and properties of melt-spun Ho-Fe-B alloys prepared by direct quenching and over-quenching followed by heat treatment. Intermetallics (2022) 华南理工大学刘仲武.

20. A novel synthesis method of magnetic porous carbon composites for microwave absorption. Synthetic Metals (2022) 中科院金属所张志东.

21. Magnetic and magneto-transport studies in van der Waals Fe_5−xGeTe₂ flakes. Applied Physics Letters (2022) 中国科技大学陆亚林.

22. Synthesis, structural and physical properties of new ternary metal-rich phosphides M₃Ge₂P (M = Mo and W). Journal of Solid State Chemistry (2022) 中科院物理所陈根富.

23. Magnetic Field Reversal of Electric Polarization and Pressure-Temperature-Magnetic Field Magnetoelectric Phase Diagram of the Hexaferrite Ba_0.4Sr_1.6Mg₂Fe₁₂O₂₂. J Phys Condens Matter (2022) 燕山大学柳忠元.

24. Fabrication and growth mechanism of one-dimensional Heusler alloy nanostructures with different morphologies on anodic aluminum oxide template by magnetron sputtering. Frontiers of Materials Science (2022) 河北工业大学刘国栋.

北京大学侯仰龙等

Heterodimensional superlattice with in-plane anomalous Hall effect. Nature (2022)

图片1.png

摘要

超晶格由两种或两种以上二维层状材料周期性堆叠而成，它为工程材料提供了一种多功能、可定制方案。本文报道了一种通过化学气相沉积直接获得的由二维二硫化钒(VS₂)和一维硫化钒(VS)链阵列交替组成的本征异维超晶格。通过扫描透射电子显微镜识别出这种超晶格具有非传统的1T堆积VS₂/VS单斜晶胞的特殊结构。当磁场处于平面内时，该超晶格的霍尔效应可持续到380 K，通常这么高温度霍尔效应会消失。这一效应的观测得到了理论计算的支持，可以归结为面内磁场诱导的面外贝里曲率引发非常规反常霍尔效应，该效应与一维VS链有关。我们的工作扩展了对超晶格的传统理解，并将促进更多非凡的超结构的合成。

PPMS Resistivity

Part of four-probe electrical measurements were carried out using a lock-in method in a commercial Physical Property Measurement System (manufactured by Quantum Design).

清华大学于浦等

Manipulating the insulator-metal transition through tip-induced hydrogenation. Nat Mater (2022)

图片2.png

摘要

强相关材料中绝缘体-金属转变获得广泛关注，因为它在存储、电致变色窗和光调制器等方面有广阔应用前景。通过离子液体和固体电解质实现电场调控氢化，可以改变电子填充，从而实现绝缘体-金属转变，但依赖设备复杂，很难实现小型化。本文中，我们演示了使用扫描探头，在VO₂中通过可逆电场调控制纳米级氢化实现可逆绝缘体-金属转变。Pt涂层探针作为一种高效的催化剂分裂氢分子，产生的氢离子在正偏压作用下加速向样品表面移动、结合，从而实现了绝缘VO₂向导电H_xVO₂的非挥发性转化。值得注意的是，负偏电压触发脱氢反应可实现绝缘VO₂的恢复。这项工作证明了通过氢离子演变可实现局部可逆电场调控绝缘体-金属转变，并提供了在纳米尺度开发多种功能器件的通用途径。

PPMS Resistivity

The temperature-dependent electrical transport measurements were performed using a four-probe geometry with a DynaCool system (Quantum Design).

南方科技大学何佳清等

Tunable quantum gaps to decouple carrier and phonon transport leading to high-performance thermoelectrics. Nat Commun (2022)

图片3.png

摘要

热电材料可实现热-电直接转换，但其性能受到载流子、声子输运耦合的限制。本文中，我们证明了量子能隙（纳米势阱为特征的平面缺陷）可以通过选择性散射声子实现载流子、声子输运的解耦，同时允许载流子有效通过。我们选择GeTe基材料中的vdWs能隙作为量子能隙的代表案例来说明解耦机制。利用原位电子全息计算可以直接观察到GeTe基材料中量子能隙的纳米势阱。此外，量子能隙扩散分布导致GeTe体系晶格热导率进一步降低，使得ZT峰值在673 K时高达2.6，平均ZT值为1.6 (323-723 K)。量子能隙也可以被设计到其他热电材料中，本研究为提高热电性能提供了一种通用的方法。

PPMS Resistivity & TTO

The room-temperature carrier concentration was cross-checked by the physical property measurement system (PPMS, Dynacool-14T, Quantum Design, U.S.A.) with a sweeping magnetic field range from −5 to 5T.

北京大学贾爽等

Proximity-magnetized quantum spin Hall insulator: monolayer 1 T'' WTe₂/Cr₂Ge₂Te₆. Nat Commun (2022)

摘要

范德华异质结构可用来探究、调控不同层状材料之间的原子平面界面上独特的相互作用及诱发的新物理现象。单层二维量子自旋霍尔绝缘体1T’ WTe₂与多层绝缘铁磁Cr₂Ge₂Te₆作为近邻层的异质结构中，通过界面交换相互作用可以在WTe₂中引入铁磁序。WTe₂的铁磁性表现为反常能斯特效应、反常霍尔效应和各向异性的磁阻效应。使用局部电极，我们分辨了来自金属边缘和绝缘体的不同输运贡献。在交流电流驱动下，二次谐波电压响应与非局域热流导致交流温度梯度产生的反常能斯特响应非常相似，它们表现为与感应磁化方向有关的非互易信号。我们不同局域电极得到的结果揭示了磁化量子自旋霍尔绝缘体的自旋极化边缘态。。

PPMS Resistivity

All measurements for devices are performed using either a homemade closed-cycle system or Quantum Design’s DynaCool Physical Property Measurement System (PPMS).

南京大学宋友等

Molecular Spin Qubits Impregnated in a Hexagonal Self-Ordered Mesoporous Silica. Chemistry of Materials (2022)

图片5.png

摘要

量子计算是本世纪最重要的技术之一。分子基电子自旋团簇作为量子计算器件中的一类量子比特材料，因其在设计和合成方面的优势引起广泛关注。经过多年发展，最大的挑战仍然是如何长时间保持足够多量子比特的量子相干性。获得更长的量子相干性，除分子设计外，主要的方法是通过稀释来减少自旋之间的干涉。单核化合物可以用抗磁离子进行磁稀释。然而对于多核化合物，抗磁稀释可能破坏其显示量子比特特性的原始电子结构。因此，磁稀释只能通过在溶剂中溶解晶体来实现，这种方法显然不能用于后续的器件制造。在本研究中，我们利用DFT计算找到了合适的主、客体化合物，然后将多核化合物[Cu₃(L)₃Cl₃]Cl₃·13H₂O结合到介孔二氧化硅(SBA15)中，成功地达到了多核体系在固体状态下稀释分子自旋的预期效果。电子顺磁共振(EPR)表明，在4 K下，[Cu₃]， Cu₃@SBA15和Cu₃@ACN ([Cu₃]-CH₃CN溶液)的退相干时间分别为281，598和1298 ns。

MPMS DC & AC

The DC magnetic data of the [Cu₃] crystalline were collected on MPMS XL-7 SQUID in the RSO mode under a 2.0 kOe magnetic field. The AC susceptibilities were measured on MPMS SQUID-VSM.

复旦大学车仁超等

Engineering the electronic structure on MXenes via multidimensional component interlayer insertion for enhanced electromagnetic shielding. Journal of Materials Science & Technology (2022)

图片6.png

摘要

MXenes基功能电磁干扰屏蔽膜在航空航天、军事、人工智能、智能和可穿戴电子等现代综合电子和电信系统中具有重要应用价值。本工作将一维多壁碳纳米管(MWCNTs)/Ni和二维Ti₃C₂T_x MXene片组成的三维自支撑Ti₃C₂T_x /CNTs/Ni薄膜。通过静电渗透，六方Ni嵌入在CNTs上，然后CNTs/Ni插入Ti₃C₂T_x层，形成具有致密叠层结构的Ti₃C₂T_x基磁化功能膜。高导电性Ti₃C₂T_x层优异的电子迁移能力，结合多孔、分离结构的多重内部反射，优化Ti₃C₂T_x /CNTs/Ni复合薄膜具有优良EMI屏蔽效果（67.4 dB）和低导电性（744 S cm^-1）。此外，利用磁化补偿方法可以进一步提高EMI屏蔽效率与降低电导率。在重构的电子全息图像中可以观察到可见的磁耦合现象和异质界面中的电荷分布。这些结果为提高新型磁性MXenen基功能膜的电磁干扰屏蔽性能具有重要意义。

MPMS

The magnetic properties of obtained films were further measured by the magnetic measurement system (MPMS (SQUID) VSM, American).

中科院电工所马衍伟等

Strengthened proximity effect at grain boundaries to enhance inter-grain supercurrent in Ba_1-xK_xFe₂As₂ superconductors. Materials Today Physics (2022)

摘要

铁基超导体因其突出的高场特性，在高功率应用方面具有巨大的潜力。提高铁基超导线临界电流密度的关键是明确晶界在超电流输运中的作用和局限性。我们通过在较宽范围 (0.25≤x≤0.598)掺杂Ba_1-xK_xFe₂As₂超导体，实现了对晶界电性的细致调整。结果表明，粒内电流 J_c^intra在x ~ 0.287附近达到峰值，而粒间电流J_c^inter在x ~ 0.458附近达到最大值。而晶界透明度参数（定义为ε = J_c^inter/J_c^intra）随掺杂浓度单调上升。通过详细的微观分析，我们发现FeAs偏析相普遍存在于晶界和相邻晶粒之间，构成了超导体-正常金属-超导体 Josephson结（SNS），对超电流的输运起着关键作用。基于近邻效应和SNS结的三明治模型可以很好解释我们的数据，过掺杂超导晶粒近邻效应显著增强，从而提升晶粒间超电流。本文研究结果将为利用晶界工程技术提高铁基超导体的应用参数提供新的见解和启示。

PPMS Resistivity & VSM

Magnetic and electrical properties of the superconducting cores were measured on a Physical Property Measurement System (PPMS-9, Quantum Design) after peeling off the metal sheaths.

中国科技大学龙世兵等

Unintentional doping effect in Si-doped MOCVD β-Ga₂O₃ films: Shallow donor states. Science China Materials (2022)

摘要

本文利用MOCVD外延生长了不同载流子浓度的高质量β-Ga₂O₃薄膜，并通过变温霍尔测量和二次离子质谱(SIMS)分析研究了薄膜中的浅施主态。通过拟合提取出薄膜中存在的两个电离能分别为~36和~140 meV的施主能级。进一步研究发现非故意掺杂(UID)效应对这两个能级都有影响：第一个施主能级不仅来源于硅掺杂也来源于非故意碳掺杂取代Ga位，第二个施主能级主要来源于与非故意掺杂氢相关的双电荷缺陷。通过分析生长条件与施主态之间的关系结合密度泛函理论计算我们发现在生长过程中降低氧分压可能有助于降低UID效应.该工作为硅掺杂MOCVDβ-Ga₂O₃薄膜载流子浓度的精确控制奠定了基础。

PPMS Resistivity

The Hall measurement was carried out in a physical property measurement system (PPMS) with a wide temperature range (2– 400 K) and magnetic field range (−9~9 T).

免责申明：本文汇总的所有文献，仅出于信息传递之目的，不保证所有信息的准确性和完整性，若文中任何文字或图片有知识版权，请联系我们第一时间删除。