Quantum Design中国用户科研成果快报(2022年第十一期)

2023-01-31 17:40:51, 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11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. Emergent charge order in pressurized kagome superconductor CsV3Sb5. Nature (2022) 中国科技大学 陈仙辉.

2. Quantum Hall phase in graphene engineered by interfacial charge coupling. Nat Nanotechnol (2022) 中科院金属所 张志东.

3. An anomalous Hall effect in altermagnetic ruthenium dioxide. Nature Electronics (2022)  华中科技大学 夏正才.

4. Composition-Controllable Syntheses and Property Modulations from 2D Ferromagnetic Fe5Se8 to Metallic Fe3Se4 Nanosheets. Adv Mater (2022)  北京大学 王健.

5. Tailoring Interfacial Charge Transfer for Optimizing Thermoelectric Performances of MnTe‐Sb2Te3 Superlattice‐Like Films. Advanced Functional Materials (2022)  武汉理工大学 唐新峰.

6. Spin–orbit–parity coupled superconductivity in atomically thin 2M-WS2. Nature Physics (2022)  复旦大学 修发贤.

7. Controllable Topological Magnetic Transformations in the Thickness-Tunable van der Waals Ferromagnet Fe5GeTe2. ACS Nano (2022)  复旦大学 车仁超.

8. Strong band renormalization and emergent ferromagnetism induced by electron-antiferromagnetic-magnon coupling. Nat Commun (2022) 复旦大学 封东来.

9. Higher harmonics in planar Hall effect induced by cluster magnetic multipoles. Nat Commun (2022)  山东大学 李洋洋.

10. Self-driven magnetorobots for recyclable and scalable micro/nanoplastic removal from nonmarine waters. Science Advances  暨南大学 李丹.

11. On the magnetic-structure origin of giant magnetostrictive effect in MnCoSi-based metallic helimagnets. Materials Today Physics (2023)  中科院物理所 王文洪.

12. Key factor for low anisotropy and high irreversibility field in (Cu,C)Ba2Ca3Cu4O11+. Materials Today Physics (2022)  南京大学 闻海虎.

13. Multi-carbon encapsulating soft-magnetic nanocomposite with environmentally adaptive wideband electromagnetic wave absorption. Journal of Alloys and Compounds (2023)  中科院金属所 张志东.

14. Sign reversal and manipulation of anomalous Hall resistivity in facing-target sputtered Pt/Mn4N bilayers. Rare Metals (2022)  天津大学 米文博.

15. Electric-field control of topological spin textures in BiFeO3/La0.67Sr0.33MnO3 heterostructure at room temperature. Rare Metals (2022)  清华大学 南策文.

16. Controllable growth and magneto-resistivity investigations on Tl-1223 superconducting films with high Tc. Ceramics International (2022)  南京大学 闻海虎.

17. Structure and Physical Properties of the Layered Titanium-Based Pnictide Oxides (EuF)2Ti2Pn2O (Pn = Sb, Bi). Inorg Chem (2022)  浙江大学 曹光旱.

18. X-ray Triggered Coordination Bond Breakage in Dysprosium-organic Framework and Its Impact on Magnetic Properties. Chemistry (2022)  南京大学 郑丽敏.

19. Magnetoresistance relaxation steps originating from dynamic spin-orbital interactions in Ca3Ru2O7. Physical Review B (2022)  华中科技大学 夏正才.

20. Detailed magnetic properties and theoretical calculation in ferromagnetic coupling DyIII-MII 3d-4f complexes based on a 1,4,7,10‑tetraazacyclododecane derivative. Inorganica Chimica Acta (2023)  南京大学 宋友.

21. Modification on grain boundary phase distribution in PrNd-Cu alloy diffused hot-deformed Nd-Fe-B magnets. Journal of Magnetism and Magnetic Materials (2023)  中科院宁波材料所 陈仁杰.

22. Preparation, structure and magnetic properties of high-purity Mn4C. Journal of Magnetism and Magnetic Materials (2022)  北京大学 杨金波.

23. Syntheses, structure and magnetization plateau of staircase kagome-lattice antiferromagnet Cu3Bi(TeO3)2O2Cl. Journal of Magnetism and Magnetic Materials (2023)  华中科技大学 夏正才.

24. Strain-tunable unconventional exchange-bias effect in epitaxial CaIrO3/LaMnO3 heterostructures. Physica B: Condensed Matter (2023)  南方科技大学 何洪涛.

25. Magnetoresistance reversals and anomalous Hall effect in Mn3SnC and effects of carbon deficiency. J Phys Condens Matter (2022)   中科院物理所 王文洪.

26. Effect of Mn doping and charge transfer on LaTi1-xMnxO3. J Phys Condens Matter (2022)  东南大学 董帅.

27. Quasi-Two-Dimensional Nature of High-Tc Superconductivity in Iron-Based (Li,Fe)OHFeSe. Chinese Physics Letters (2022)  中科院物理所 赵忠贤.

28. Exchange Bias in Tetragonal Fe1-xNixS Single Crystals with a Short-Range Antiferromagnetism. Journal of Low Temperature Physics (2022)  云南大学 胡万彪.



中国科技大学 陈仙辉

Emergent charge order in pressurized kagome superconductor CsV3Sb5. Nature (2022)  


摘要

笼目超导体AV3Sb5 (A代表K, Rb, Cs)中多个电子序的发现,为新兴物理探索提供了平台。在中等压力下(< 2.2 GPa) ,triple-Q电荷密度波(CDW) 被压力单调抑制,而超导表现出双穹顶行为,暗示超导与CDW之间存在不寻常的相互作用。时间反转对称破缺和电子列向性已经在triple-Q CDW相中被揭示,因而理解CDW序及其与超导的相互作用成为AV3Sb5的核心问题之一。本文通过51V核磁共振测量了CsV3Sb5中CDW和超导性随压力的演变,发现压力范围Pc1≅0.58 Gpa到Pc2≅2.0 GPa之间展现出一个新的CDW相,具有单向4a0调制的条状CDW序,这就解释了压力下的双穹顶超导行为。此外,核自旋晶格弛豫测量揭示了CDW转变温度以上的压力无关电荷涨落和Pc2以上的非常规超导配对的证据。该篇工作不仅揭示了超导与CDW的相互作用,而且揭示了笼目超导体AV3Sb5中新的电子相关效应。


MPMS 

The bulk magnetic susceptibilities were measured by using a superconducting quantum interference device (Quantum Design MPMS-5).



中科院金属所 张志东

Quantum Hall phase in graphene engineered by interfacial charge coupling. Nat Nanotechnol (2022) 


摘要

量子霍尔效应会在很大程度上受到二维电子气主体和衬底之间的界面耦合的影响,并诱导出奇异的拓扑态。然而,目前对其隐含物理机制的理解和相互作用的调控工程仍具挑战。本文展示了一种不寻常的量子霍尔效应,发现于石墨烯样品与反铁磁绝缘体CrOCl界面,配备双栅极电压,与已知物理图像有明显不同,具有两个不同的量子霍尔相。单层石墨烯的朗道能级在常规相中得以保持,但在界面耦合相严重扭曲。后一种量子霍尔相甚至接近于没有磁场,相应地朗道量子化遵循位移场和磁场的抛物线关系。在0 ~ 1013 cm−2的有效掺杂范围内,这种特性在100 K温度以下普遍存在。


PPMS Resistivity

A Quantum Design PPMS system was used for temperature (3–300 K) and magnetic field (±14 T) scans.


华中科技大学 夏正才

An anomalous Hall effect in altermagnetic ruthenium dioxide. Nature Electronics (2022)


摘要

反常霍尔效应最初发现于铁磁铁中,是一种破缺时间反演对称性的磁电现象。近年来,RuO2这一具有补偿反平行磁序材料被预测会产生与铁磁材料强度相当的反常霍尔效应。这源于RuO2在实空间晶体结构和动量空间能带结构中都具有典型的交替自旋极化的交变磁相。本文报告了RuO2中的反常霍尔效应,其反常霍尔电导率超过1000 Ω−1cm−1。结合外延不同晶体取向的RuO2薄膜的矢量磁测量和的磁输运测量,该篇工作认为反常霍尔效应占主导地位,超过常规霍尔贡献以及弱场诱导磁化的贡献。本文研究结果将有助于探索具有补偿反平行磁序的多种晶体中的拓扑Berry相和无耗散量子输运现象。


PPMS Resistivity + MPMS

The linear four-probe geometry was utilized for resistivity measurements of RuO2 thin films, which were carried out in a Quantum Design physical property measurement system with a measuring current of 1 mA. Pulsed high-field magnetic moment signals were collected by a pickup coil coaxial with the pulsed magnetic field and calibrated by a low-field magnetic moment obtained by a Quantum Design superconducting quantum interference device.


北京大学 王健

Composition-Controllable Syntheses and Property Modulations from 2D Ferromagnetic Fe5Se8 to Metallic Fe3Se4 Nanosheets. Adv Mater (2022) 






摘要

具有高磁转变温度和良好空气稳定性的新型二维磁体已成为开发新型自旋电子器件的潜在材料。近年来,二维非层状磁性材料的获得可通过金属原子插入二维层状过渡金属硫族化合物(TMDs)的范德华间隙形成,但仅在有限的体系中成功(如Cr2S3, Cr5Te8)。在此,本文首次报道了通过化学气相沉积策略,实现成分可控合成二维非层状硒化铁纳米片(25%铁插层三斜Fe5Se8和50%铁插层单斜位Fe3Se4)。二维Fe5Se8展现出本征室温铁磁性能,根据密度泛函理论可以用电子自旋态从层状1T’- FeSe2到非层状Fe插层Fe5Se8的变化来解释。相比之下,超薄Fe3Se4呈现出与金属TMD相当的金属特性。本工作为二维自插层诱导的新型TMD化合物的组成可控合成和基本性质探索提供了思路,推动了其在纳米电子和自旋电子学相关领域的应用探索。



MPMS

Magnetization measurements were performed on two transferred Fe5Se8 samples with different thicknesses in a Magnetic Properties Measurement System (MPMS, Quantum Design) with the magnetic field along both out-of-plane and in-plane directions, respectively.


武汉理工大学 唐新峰

Tailoring Interfacial Charge Transfer for Optimizing Thermoelectric Performances of MnTe‐Sb2Te3 Superlattice‐Like Films. Advanced Functional Materials (2022)


摘要

界面电荷转移对超晶格(SLs)的热电性能调控至关重要,然而,却很少被实验所证实。本文基于外延生长的p型(MnTe)x(Sb2Te3)y类超晶格薄膜,通过界面电荷转移,引入了空穴注入、调制掺杂和能量滤波效应,实现了载流子密度、载流子迁移率和Seebeck系数等热电参数的协同优化。载流子输运测量和角分辨光电子能谱(ARPES) 表明,SLs中MnTe层向Sb2Te3层注入了大量空穴,源于MnTe和Sb2Te3之间的功函数差异。通过将MnTe的厚度降低到一层以下,量子点(MnTe)x(Sb2Te3)12 类超晶格薄膜中的所有电子输运参数都得到了协同优化,导致热电功率因数(PF)大幅提升。(MnTe)0.1(Sb2Te3)12 的室温PF最高,为2.50 mW m−1K−2 ,而(MnTe)0.25(Sb2Te3)12PF最高,为2.79 mW m−1 K−2(@381K),显著优于二元MnTe和Sb2Te3薄膜。本研究为理解和合理调整热电材料的界面电荷转移,进一步提高热电性能提供了有价值的指导。



PPMS Resistivity 

Measurements of electrical resistivity (ρ) and Hall coefficient (RH) in the range of 2–300 K and up to 1.0 T were carried out in a Quantum Design Physical Property Measurement System (PPMS-9T). 


复旦大学 修发贤

Spin–orbit–parity coupled superconductivity in atomically thin 2M-WS2. Nature Physics (2022)


摘要

二维原子层厚的薄超导体,尤其是其中蕴含拓扑态的,在凝聚态物理领域引起广泛关注。本文报告了在中心对称原子层薄2M-WS2中观察到自旋-轨道-宇称耦合超导态,这种材料被预测会表现出拓扑能带反转。磁输运测量表明,面内上临界场不仅超过了泡利顺磁极限,而且对面内磁场方向的响应表现出强烈的双重对称性各向异性。此外,高面内磁场下进行的隧道光谱测量表明,超导能隙沿不同面内磁场方向具有各向异性磁响应,并且保持到泡利极限以上。自洽平均场计算表明,这种不寻常的行为源于2M-WS2中拓扑能带反转引起的强自旋-轨道-宇称耦合,有效钉扎了拓扑能带交叉点附近的自旋,并引起了外部塞曼场效应的各向异性重正化。本文的结果确定了原子层薄2M-WS2中的非常规超导性,为探索超导性、拓扑和强自旋轨道宇称耦合之间相互作用提供了一个重要平台。



PPMS Resistivity & ETO

Four-terminal temperature-dependent magnetotransport, I–V and differential conductance measurements were carried out in a Physical Property Measurement System (Quantum Design).


复旦大学 车仁超

Controllable Topological Magnetic Transformations in the Thickness-Tunable van der Waals Ferromagnet Fe5GeTe2. ACS Nano (2022)    


摘要

最近2D范德华(vdW)磁性材料中拓扑meron织构的发现,引起了基础物理和自旋电子应用方面的研究兴趣。然而,操纵meron织构和实现拓扑转变在2D磁体中鲜有涉及。在这项工作中,利用实空间成像和微磁模拟,揭示了Fe5GeTe2 (FGT)薄片中畴壁、 meron织构和条纹域之间的温度和厚度依赖的拓扑磁转变。温度引起的层内交换刚度常数的变化和单轴磁各向异性是磁相变的关键机制,而由样品厚度控制的磁偶极相互作用是影响临界相变温度和条纹周期的关键因素。本文的发现为2D vdW铁磁体拓扑自旋织构的起源和调控提供了可靠的见解。



MPMS

The magnetic properties of the sample were measured using a superconducting quantum interference device (MPMS(SQUID) VSM) magnetometer (Quantum Design Co.) in the temperature range of 100−270 K.


复旦大学 封东来

Strong band renormalization and emergent ferromagnetism induced by electron-antiferromagnetic-magnon coupling. Nat Commun (2022) 


摘要

电子与反铁磁子(AFMMs)之间的相互作用对一大类关联材料的研究至关重要。它们是高温超导体(铜基、铁基超导体等)中最合理的配对胶。然而,与电子-声子相互作用(EPIs)不同,电子-AFMM相互作用(EAIs)如何影响能带结构的清晰观测仍然缺乏。因此,关于EAIs的关键信息,如强度和掺杂依赖性,仍不清楚。本文在Ba1−xKxMn2As2直接观察到EAIs诱导材料能带色散中出现一个扭结结构,并随后揭示了EAIs的几个关键特性。EAIs的耦合常数可达5.4,并表现出强烈的掺杂依赖性和温度依赖性,明显区别于EPIs,EAIs对电子能带的巨大重整化增强了费米能的态密度,驱使Ba1−xKxMn2As2展现出铁磁态,具有混合流动-局域特征的类Stoner机制。本文研究结果扩展了目前对EAIs的认识,可能有助于增加对EAIs发挥关键作用的许多相关材料的理解。



PPMS VSM 

The magnetic susceptibility was measured by Quantum Design Dynalcool system. 


山东大学 李洋洋

Higher harmonics in planar Hall effect induced by cluster magnetic multipoles. Nat Commun (2022) 


摘要

反铁磁材料因其自旋电子应用和新型拓扑现象而受到广泛关注。然而,由于缺乏净磁矩,检测和识别AFM材料中的自旋结构具有挑战性。本文报道了利用平面霍尔效应(PHE)在AFM Nd2Ir2O7 (NIO-227)全应变薄膜中检测和识别“簇磁多极”的实用性。通过对NIO-227的自旋结构施加压应变,人工诱导了簇磁多极子,即偶极子和A2-和T1-八极子。重要的是,旋转磁场情况下,每个磁多极子都表现出PHE振荡的独特谐波。此外,平面霍尔电导率具有非线性磁场依赖性,这可以归因于簇磁八极的磁响应。本篇工作提供了一种在AFM系统中识别簇磁多极的策略,并将促进八极子的AFM自旋电子学。



PPMS Resistivity & Rotator

Magnetotransport properties were measured via a standard four-point probe method using a commercial physical property measurement system (PPMS; QuantumDesign Inc., San Diego, CA, USA), which has a base T of 2 K and maximummagnetic field of 9 T.


暨南大学 李丹

Self-driven magnetorobots for recyclable and scalable micro/nanoplastic removal from nonmarine waters. Science Advances   


摘要

非海洋水域的微/纳米塑料(MNP)污染已发展成为全球生态系统的生态毒理学威胁。然而,现有的去除MNP的策略通常仅限于化学絮凝或物理过滤,这往往无法去除超小尺寸或超低浓度的塑料颗粒。本文报道了一种由可磁化离子交换树脂球组成的自驱动磁机器人,可用于动态去除或分离非海洋水域中的MNPs。由于可回收离子交换树脂建立的远程电泳吸引力,磁机器人在100个处理循环中显示出可持续去除效率为90%,并具有广泛的适用性,适用于不同的塑料成分、尺寸和形状以及非海洋水样。本篇工作提出了一种成本合适和二次污染最小的工业规模的MNP去除方法,并提出了一种基于自驱动的微/纳米机器人在水环境中对纳米塑料进行采样和评估的策略。



PPMS VSM 

The magnetic property of as-prepared and recycled magnetic SMRs can be measured using the equipment of the physical property measurement system (PPMS-9). 



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