Quantum Design中国用户科研成果快报（2022年第6期）

Quantum Design中国用户科研成果快报（2022年第6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. Chiral molecular intercalation superlattices. Nature (2022) 湖南大学 段曦东等.

2. Giant Negative Magnetoresistance beyond Chiral Anomaly in Topological Material YCuAs2. Adv Mater (2022)  中科大 陈仙辉等.

3. Air-stable ultrathin Cr3Te4 nanosheets with thickness-dependent magnetic biskyrmions. Materials Today (2022)  湖南大学 段曦东等.

4. Phase diagrams on composition-spread FeyTe1-xSex films. Science Bulletin (2022)  中科院物理所 赵忠贤等.

5. Remarkable Magnetic Exchange Coupling via Constructing Bi‐Magnetic Interface for Broadband Lower‐Frequency Microwave Absorption. Advanced Functional Materials (2022)   复旦大学 车仁超等.

6. Large Thermopower Enhanced by Spin Entropy in Antiferromagnet EuMnSb2. Advanced Functional Materials (2022)  中科大 陈仙辉等.

7. High Spin Hall Conductivity Induced by Ferromagnet and Interface. Advanced Functional Materials (2022)  武汉大学 熊锐等.

8. Synthesis of Group VIII Magnetic Transition-Metal-Doped Monolayer MoSe2. ACS Nano (2022)   湖南大学 段曦东等.

9. Caged-Cation-Induced Lattice Distortion in Bronze TiO2 for Cohering Nanoparticulate Hydrogen Evolution Electrocatalysts. ACS Nano (2022)  中科院硅酸盐所 黄富强等.

10. Orthogonal interlayer coupling in an all-antiferromagnetic junction. Nat Commun (2022)  中科院物理所 韩秀峰等.

11. A new class of bilayer kagome lattice compounds with Dirac nodal lines and pressure-induced superconductivity. Nat Commun (2022)   中科大 陈仙辉等.

12. Alloying Motif Confined in Intercalative Frameworks toward Rapid Li-Ion Storage. Adv Sci (Weinh) (2022)  中科院硅酸盐所 黄富强等.

13. Atomic origin of the coexistence of high critical current density and high Tc in CuBa2Ca3Cu4O10+δ superconductors. NPG Asia Materials (2022)  中科院物理所 靳常青等.

14. Vapor phase polymerization of Ag QD-embedded PEDOT film with enhanced thermoelectric and antibacterial properties. NPG Asia Materials (2022)  中科院硅酸盐所 陈立东等.

15. Unraveling the Evolution of Transition Metals during Li Alloying–Dealloying by In-Operando Magnetometry. Chemistry of Materials (2022)  青岛大学 李强等.

16. High-Performance and Stable (Ag, Cd)-Containing ZnSb Thermoelectric Compounds. ACS Appl Mater Interfaces (2022)  中科院硅酸盐所 陈立东等.

17. On the ε → τ phase transformation and twinning in L10−MnAl alloys. Acta Materialia (2022)   西安交通大学 马天宇等.

18. Coercivity enhancement of Nd-La-Ce-Fe-B sintered magnets: Synergistic effects of grain boundary regulation and chemical heterogeneity. Acta Materialia (2022)  北京工业大学 岳明等.

19. Strong-coupling superconductivity with Tc ∼ 10.8 K induced by P doping in the topological semimetal Mo5Si3. Science China Materials (2022)  中科院物理所 任治安等.

20. Ultrahigh yield and large-scale fast growth of large-size high-quality van der Waals transition-metal telluride single crystals. Cell Reports Physical Science (2022)  华中科技大学 常海欣等.

21. Strong enhancement of superconductivity in the topological transition metal silicide W5Si3 by Re doping. Inorganic Chemistry Frontiers (2022)  浙江大学 曹光旱等.

22. Consecutive topological phase transitions and colossal magnetoresistance in a magnetic topological semimetal. npj Quantum Materials (2022)  浙江大学 袁辉球等.

23. Magnetostructural phase transitions and magnetocaloric effect in Mn-Fe-Ni-Ge-B alloys. Journal of Alloys and Compounds (2022)   西安交通大学 马天宇等.

24. Topological Hall effect associated with spin reorientation transition in tetragonal Mn1.9Co0.1Sb ferrimagnet. Journal of Alloys and Compounds (2022)   江西理工大学 马胜灿等.

25. Decreased order-disorder transition temperature and enhanced phonon scattering in Ag-alloyed Cu3SbSe3. Journal of Alloys and Compounds (2022)  重庆大学 周小元等.

26. Pressure Control of the Structure and Multiferroicity in a Hydrogen-Bonded Metal-Organic Framework. Inorg Chem (2022)    燕山大学 柳忠元等.

27. Impact of Ligand Substituents on the Magnetization Dynamics of Mononuclear Dy(III) Single-Molecule Magnets. Inorg Chem (2022)  南开大学 师唯等.

28. Facet-dependent Electronic Quantum Diffusion in the High-Order Topological Insulator Bi4Br4. Physical Review Applied (2022)   北京航空航天大学 郝维昌等.

29. Pressure effect in the antiperovskite phosphide superconductor Sr(Pt0.9Pd0.1)3P. Physical Review B (2022)    中科院物理所 程金光等.

30. RKKY-type in-plane ferromagnetism in layered Mn1/4NbS2 single crystals. Physical Review B (2022)  中科大 陆亚林等.

31. Epitaxial stabilization of an orthorhombic Mg-Ti-O superconductor. Physical Review B (2022)   中科院物理所 金魁等.

32. Effect of iron vacancies on magnetic order and spin dynamics of the spin ladder BaFe2−δS1.5Se1.5. Physical Review B (2022)   中山大学 王猛等.

33. Magnetic and transport properties of the topological compound DySbTe. Physical Review B (2022)   中科院金属所 张志东等.

34. Nematic Fluctuations in the Non-Superconducting Iron Pnictide BaFe1.9−xNi0.1CrxAs2. Frontiers in Physics (2022)   中科院物理所 李世亮等.

35. Investigations on the magnetocaloric effect and critical behavior of CoGa1.2Fe0.8O4 spinel ferrite. Journal of Solid State Chemistry (2022)   北京科技大学 王守国等.

36. Magnetic and transport properties of chiral magnet Co7Zn8Mn5. Journal of Magnetism and Magnetic Materials (2022)    江西理工大学 马胜灿等.

37. Tracking the nematicity in cuprate superconductors: a resistivity study under uniaxial pressure. J Phys Condens Matter (2022)   中科院物理所 李世亮等.

38. Superconductivity in CuIr2–xAlxTe4 telluride chalcogenides. Chinese Physics B (2022)   中山大学 王猛等.

39. The Metal Ion Release of Manganese Ferrite Nanoparticles: Kinetics, Effects on Magnetic Resonance Relaxivities, and Toxicity. ACS Appl Bio Mater (2022)  西北大学 樊海明等.

湖南大学 段曦东等

摘要

手性诱导自旋选择(CISS)的发现可实现零磁场下自旋方向的操纵，为新型自旋电子器件设计提供了可能。但到目前为止，将CISS引入固体材料或器件的多种途径，往往使得系统存在高不均匀性、低自旋选择性或稳定性受限，难以形成稳健的自旋电子器件。本文报道了一种新型的手性分子插层超晶格(CMIS)，可以作为一种稳健的固态手性材料平台来探索CISS。X射线衍射和透射电子显微镜研究表明，超晶格具有晶体原子层和自组装手性分子层交替排布的结构。圆二相色性研究显示右手性(R-)和左手性(S-) CMIS之间有明显的手性依赖信号。此外，通过使用CMIS作为自旋滤波层，我们创建了具有明显手性依赖的隧道电流的自旋选择隧道结，实现了超过300%的隧道磁电阻比和超过60%的自旋极化比。结合电子性质广泛可调的2DACs家族和大量可设计结构图案的手性分子，CMIS实现了一个丰富的人工手性材料家族，可应用于研究CISS效应以及新型自旋电子器件。

PPMS Resistivity

The STJ devices were then wire bonded to the chip carrier for electrical and magnetotransport characterizations in a physical properties measurement system (Quantum Design, lnc.).

中科大 陈仙辉等

Giant Negative Magnetoresistance beyond Chiral Anomaly in Topological Material YCuAs2. Adv Mater (2022)

摘要

巨大的负磁阻MR效应，常见于各种磁性系统，是自旋电子学的一个重要技术特性。最近，拓扑半金属中所谓的“手征反常”提供了一种非磁性材料产生相当大的负MR效应的方法。但是，它要求施加的磁场必须严格沿电流方向，这对实际应用有很大的限制。本篇工作在非磁性Dirac材料YCuAs2中发现了一个巨大的负MR效应，其值在9T和2K时高达−40%，而且不受应用磁场的特定配置的限制。基于磁化率和核磁共振测量，负MR效应与空穴诱发局域磁矩的自旋依赖散射紧密相关，这超越了经典的近藤效应范畴。本研究不仅为基于非磁性拓扑材料的自旋电子学研究提供了新的途径，而且有助于进一步理解拓扑材料中的负磁阻效应。

PPMS Resistivity + MPMS

The electrical transport measurements up to 9 and 14 T were conducted in a Quantum Design physical property measurement system (PPMS-9) and PPMS Dynacool-14 with the conventional four probe method. DC magnetic susceptibility was measured employing the commercial SQUID-VSM (7 T, Quantum Design).

湖南大学 段曦东等

Air-stable ultrathin Cr3Te4 nanosheets with thickness-dependent magnetic biskyrmions. Materials Today (2022) 

摘要

具有固有磁性的二维材料在自旋电子学和谷电子学领域具有潜在应用价值和基础研究价值。本文利用化学气相沉积方法，合成了厚度可控的2D Cr3Te4纳米片。反射磁圆二相色性RMCD和磁输运测试表明，Cr3Te4纳米片具有良好的环境稳定性和厚度依赖的铁磁行为，居里温度在165-235K范围。洛伦兹透射电镜揭示了超薄Cr3Te4纳米片的拓扑非平凡磁自旋态。当施加面外磁场时， Cr3Te4中的磁条畴可以转变为biskyrmion泡。外加磁场和纳米薄片的厚度分别可以调节biskyrmion的大小和密度。总结而言，本文在空气稳定的2D磁体中发现的非平凡磁自旋拓扑态，可以为磁存储、传感器和自旋电子学的新设计提供可能。

PPMS Resistivity & VSM

Hall measurements were performed with six or four-terminal Hall bar structures by using a physical property measurement system (Quantum design). The VSM measurement was performed in a physical property measurement system (Quantum design). 

中科院物理所 赵忠贤等

Phase diagrams on composition-spread FeyTe1-xSex films. Science Bulletin (2022)

摘要

FeyTe1−xSex是一种典型的铁基高温超导体，其结构简单，物理性质丰富，其中Se含量的两个极端x = 0和1分别表现出反铁磁相和向列相，因而可作为研究超导相互作用的理想材料。然而，到目前为止，FeyTe1−xSex全化学组成的完整相图仍然缺失，一方面，当x ~ 0.6-0.9，晶体会发生相分离，另一方面，Te和Se都是挥发性元素，精细控制晶体组成在实验上具有挑战性。本文通过高通量薄膜合成和表征技术，建立了FeyTe1−xSex的完整相图。首先通过先进的组合合成工艺在一块CaF2衬底上制造出一种外延成分扩散FeyTe1−xSex薄膜，该薄膜包含了Se含量x从0到1的完整组分。微区成分分析和X射线衍射表明外延薄膜化学成分和晶格参数的连续演变。微尺度工艺实现了不同硒含量的电输运测量，分辨率达到前所未有的0.0074。结合文献中的自旋结构，我们建立了一个统一FeyTe1−xSex的电磁性质的完整相图。我们的成分扩散FeyTe1−xSex薄膜克服了相分离和化学成分精确控制的挑战，为研究超导与磁性关联关系的研究提供了理想的平台。

PPMS Resistivity

Electrical transport measurements were carried out using standard 4- probe method in the Physical Property Measurement System (PPMS).

复旦大学 车仁超等

Remarkable Magnetic Exchange Coupling via Constructing Bi‐Magnetic Interface for Broadband Lower‐Frequency Microwave Absorption. Advanced Functional Materials (2022) 

摘要

第五代通信(5G)的快速发展造成了严重的低频(2-8 GHz)微波污染，低频微波吸收器的需求日益迫切。然而，目前微波吸收材料中波阻抗和微波耗散能力的强耦合性大大阻碍了其在低频范围的应用。合理设计硬/软铁氧体复合异质结构为这一问题的解决提供了可能。在此背景下，本文采用简单的喷雾干燥和溶剂热方法，构建了具有大面积异质界面的硬/软核壳结构BaFe(12-x)CoxO19@Fe3O4 ，其中BaFe(12-x)CoxO19为硬磁核心，Fe3O4为软磁外壳，独特的核壳界面提供了超出Snoek的限制的磁交换耦合相互作用，大大提升低频微波吸收能力。因此，典型BaFe11.6Co0.4O19@Fe3O4微复合材料在3.5 mm厚度时最小反射损耗(RLmin)达到−48.9 dB，其反射损耗＜−10db的带宽可以覆盖几乎所有的S和C频段(2.6-8 GHz)。总体而言，本研究提供了一种简单、可控的途径，提高了磁性复合材料的磁耗损能力，实现了波阻抗和微波耗散能力的解耦，为先进低频吸磁材料的发展拓宽了道路。

MPMS

Hysteresis loops were measured on a superconducting quantum interference device (SQUID) magnetometer (MPMS VSM, Quantum Design Company). 

中科大 陈仙辉等

Large Thermopower Enhanced by Spin Entropy in Antiferromagnet EuMnSb2. Advanced Functional Materials (2022) 

摘要

热电材料可实现无污染的电热相互转换，因此在发电和制冷领域具有应用潜力。尽管热电性质被认为与电荷和晶格自由度密切相关，但在电子-电子相关的情况下，电子自旋自由度也对材料热电性质具有重要贡献。本文报道了反铁磁EuMnSb2中存在较大的磁热功率(MTEP)。在零场时，热功率随温度降低而增加，并在~70 K达到最 大值，而后随温度下降，接近Eu自旋反铁磁序温度(TN) ，热功率迅速降低。在磁场作用下， TN以下热功率随磁场变化较弱，而T＞ TN时，热功率被磁场明显抑 制，这说明了与自旋自由度相关的贡献。TN以上的负MTEP与场相关的自旋熵密切相关。这些观测结果表明，Eu磁矩自旋熵可能是EuMnSb2中热功率强增强的最可能的来源。这些结果为利用自旋自由度提高材料热电性能以及寻找更好的热电材料提供了新的途径。

PPMS Resistivity & HC+ MPMS

Resistivity was measured using the standard four-probe method in Quantum Design PPMS-14. Specific heat was measured in Quantum Design PPMS-14. Magnetization measurements were performed using Quantum Design MPMS-5. 

武汉大学 熊锐等

High Spin Hall Conductivity Induced by Ferromagnet and Interface. Advanced Functional Materials (2022)

摘要

自旋轨道矩(SOT)可实现磁性纳米结构的磁动力学操控，已在不同体系被观测和研究。但受到转矩效率的限制，超硬铁磁中SOT诱导开关的实现仍具挑战。本文报道了在化学无序的软磁Fe0.5Pt0.5和Pt/ Fe0.5Pt0.5双层膜中发现的SOT效应，由于磁化增强的自旋霍尔效应， Fe0.5Pt0.5的类阻尼转矩效率和自旋霍尔电导率(SHC)可以分别达到1.11和1.08 × 106ℏ/2e Ω−1m−1 ，远高于常规材料。此外，由于界面对称性破缺，Pt/ Fe0.5Pt0.5界面SHC增强至2.93 × 106ℏ/2eΩ−1m−1 。该材料可以作为超硬交换耦合系统的磁化开关，实现系统在相对较小的电流和1T磁场下的开关。本文的发现将推动超高密度、低功耗SOT器件的发展。

PPMS Resistivity

The electric measurements were carried by PPMS, Keithley 2400 digital Source-meter, Keithley 2182a nanovoltmeter, and STANFORD SR830 lock-in amplifier.

湖南大学 段曦东等

Synthesis of Group VIII Magnetic Transition-Metal-Doped Monolayer MoSe2. ACS Nano (2022)