《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。
1. Synthesis, characterization, properties and applications of two-dimensional magnetic materials. Nano Today (2022) 湖南大学 段曦东等.
2. Understanding the Role of Element Grain Boundary Diffusion Mechanism in Nd–Fe–B Magnets. Advanced Functional Materials (2021) 华南理工大学 刘仲武等.
3. Controlling Spin Orientation and Metamagnetic Transitions in Anisotropic van der Waals Antiferromagnet CrPS4 by Hydrostatic Pressure. Advanced Functional Materials (2021) 北京大学 杨金波等.
4. Twofold symmetry of c-axis resistivity in topological kagome superconductor CsV3Sb5 with in-plane rotating magnetic field. Nat Commun (2021) 南京大学 闻海虎等.
5. Magnetism-induced topological transition in EuAs3. Nat Commun (2021)
复旦大学 李世燕；上海科技大学 郭艳峰等.
6. Electrically switchable van der Waals magnon valves. Nature Communications (2021) 北京大学 陈剑豪等.
7. Evidence for anisotropic spin-triplet Andreev reflection at the 2D van der Waals ferromagnet/superconductor interface. Nat Commun (2021) 北京大学 贾爽等.
8. Van der Waals ferromagnetic Josephson junctions. Nat Commun (2021) 复旦大学 修发贤等.
9. Ultrahigh Power Factor and Ultralow Thermal Conductivity at Room Temperature in PbSe/SnSe Superlattice: Role of Quantum-Well Effect. Small (2021) 河北大学 王淑芳等.
10. Impedance amelioration of coaxial-electrospun TiO2@Fe/C@TiO2 vesicular carbon microtubes with dielectric-magnetic synergy toward highly efficient microwave absorption. Chemical Engineering Journal (2021) 复旦大学 车仁超等.
11. Coherent spin rotation-induced zero thermal expansion in MnCoSi-based spiral magnets. NPG Asia Materials (2021) 中科院物理所 王文洪等.
12. A''-B Intersite Cooperation-Enhanced Water Splitting in Quadruple Perovskite Oxide CaCu3Ir4O12. Chemistry of Materials (2021) 中科院物理所 龙有文等.
13. Native Atomic Defects Manipulation for Enhancing the Electronic Transport Properties of Epitaxial SnTe Films. ACS Appl Mater Interfaces (2021) 武汉理工大学 唐新峰等.
14. Synergistically Enhanced Thermoelectric Performance of Cu2SnSe3-Based Composites via Ag Doping Balance. ACS Appl Mater Interfaces (2021) 武汉理工大学 唐新峰等.
15. Significantly Enhanced Thermoelectric Properties of Copper Phthalocyanine/Single-Walled Carbon Nanotube Hybrids by Iodine Doping. ACS Appl Mater Interfaces (2021) 中科院硅酸盐所 陈立东等.
16. Magnonic Unidirectional Spin Hall Magnetoresistance in a Heavy-Metal-Ferromagnetic-Insulator Bilayer. Physical Review Letters (2021) 中南大学 郭光华等.
17. Entropy engineering induced exceptional thermoelectric and mechanical performances in Cu2-yAgyTe1-2xSxSex. Acta Materialia (2022) 中科院硅酸盐所 陈立东等.
18. Field-induced metal-to-insulator transition and colossal anisotropic magnetoresistance in a nearly Dirac material EuMnSb2. npj Quantum Materials (2021) 中国科技大学 陈仙辉等.
19. Grain boundary modification and properties enhancement of sintered Nd-Fe-B magnets by ZnO solid diffusion. Applied Surface Science (2021) 华南理工大学 刘仲武等.
20. Magnetostructural transition, magnetocaloric effect and critical exponent analysis in Nd(Co0.8Fe0.2)2 alloy. Journal of Alloys and Compounds (2022) 西安交通大学 杨森等.
21. Structural, magnetic, and cryogenic magnetocaloric properties in the quaternary rare earths (RE) based RECr2Si2C (RE = Gd, Tb, Dy) compounds. Journal of Alloys and Compounds (2021) 杭州电子科技大学 李领伟等.
22. A novel strategy for synthesizing the large size Co9S8@C nanosheets as anode for lithium-ion batteries with superior performance. Journal of Alloys and Compounds (2021) 中科院金属所 张志东等.
23. Giant Electrical Modulation of Terahertz Emission in Pb(Mg1/3Nb2/3)0.7Ti0.3O3/Co−Fe−B/Pt Structure. Physical Review Applied (2021) 中国科技大学 陆亚林等.
24. Field tuning magnetic phase transition in Dy0.5Tb0.5FeO3 single crystal. Ceramics International (2021) 上海大学 曹世勋等.
25. Conformal Growth of Cr2Te3 on Bi2Te3 Nanodots with a Topological Hall Effect. Crystal Growth & Design (2021) 南方科技大学 何洪涛等.
26. Strong coupling between magnetic order and band topology in the antiferromagnet EuMnSb2. Physical Review B (2021) 重庆大学 周小元等.
27. Magneto-Seebeck effect and ambipolar Nernst effect in the CsV3Sb5 superconductor. Physical Review B (2021) 上海科技大学 郭艳峰等.
28. The effect of La3+ substitution on the remanent magnetization, ferromagnetism, and antiferromagnetic charge-ordered phase in Sm0.5Ca0.5MnO3. Journal of Materials Science: Materials in Electronics (2021) 杭州电子科技大学 霍德璇等.
29. Field-free programmable spin logics based on spin Hall effect. Applied Physics Letters (2021) 中科院物理所 于国强等.
30. Metallic capped quasi-two-dimensional electron gas in a SrTiO3-based heterostructure. Applied Physics Letters (2021) 重庆大学 周小元等.
31. Negative zero‐field‐cooled magnetization and magnetic switching in multiferroic Lu0.5Sc0.5FeO3 ceramics. Journal of the American Ceramic Society (2021) 江西理工大学 马胜灿等.
32. Effects of Nd–Ga intergranular addition on microstructure and magnetic properties of heavy-rare-earth-free Nd-Fe-B sintered magnets. Journal of Rare Earths (2021) 中科院宁波材料所 陈仁杰等.
33. Robust superconductivity against water corrosion in Ba1-xKxFe2As2 bulks. Superconductor Science and Technology (2021) 西安交通大学 马天宇等.
34. Angular dependence of the critical current density in FeSe0.5Te0.5 thin films on metal substrates. Superconductor Science and Technology (2021) 西安交通大学 马天宇等.
35. Multiple magnetic phase transitions and critical behavior in single crystal Cr5Te6. Journal of Magnetism and Magnetic Materials (2021) 上海大学 曹世勋等.
36. Impact of skin effect on permeability of Permalloy films. Journal of Magnetism and Magnetic Materials (2022) 山东大学 颜世申等.
37. Microstructure, magnetic and electronic transport properties of reactively facing-target sputtered epitaxial Mn4N films. J Phys Condens Matter (2021) 天津大学 米文博等.
38. Mechanical properties and microstructure evolution of cryogenic pre-strained 316LN stainless steel. Cryogenics (2021) 中科院理化所 李来风等.
39. Anomalous magnetization jumps in granular Pb superconducting films. Current Applied Physics (2021) 上海大学 曹世勋等.
Synthesis, characterization, properties and applications of two-dimensional magnetic materials. Nano Today (2022) .
近年来，二维(2D)磁性材料在自旋电子器件领域的潜在价值引起广泛关注。体磁性材料的研究已有多年，但纳米尺度表征和器件组装为其发展带来了新的可能性。本文从合成、表征、性质和自旋电子应用等方面综述了近年来的二维磁性材料研究进展。首先，我们简要介绍了二维磁性的理论背景。其次，我们概述了二维磁性材料的生长技术，包括化学气相输运(CVT)、磁通法、机械剥离法、液体剥离法、分子束外延法(MBE)和化学气相沉积法(CVD)。然后，磁性测量方法包括有拉曼光谱、光致发光(PL)、光电发射电子显微镜(PEM)、洛伦兹透射电子显微镜(LTEM)、磁力显微镜(MFM)、磁光克尔(MOKE)、反射磁圆二色性(RMCD)等。对超导量子干涉器件(SQUID)、振动样品磁强计(VSM)和磁电阻测量进行了全面的总结。随后，重点介绍了二维磁性材料的物理性质和自旋电子器件的应用。后，我们对这一新兴领域的现状和未来发展提出了自己的见解，助力二维材料的磁性研究。
Currently, superconducting quantum interference device (SQUID) and vibrating sample magnetometer (VSM) techniques are considered profound ways for measuring magnetic moments of 2D magnetic .
Understanding the Role of Element Grain Boundary Diffusion Mechanism in Nd–Fe–B Magnets. Advanced Functional Materials (2021) .
多种稀土元素的晶界扩散(GBD)已被证明能有效地提高永磁体的性能，但由于它们之间复杂的相互作用，其扩散行为尚不清楚。本文研究了3种稀土元素(Tb、Ce和La)对晶界扩散过程的协同效应，获得了高性能扩散Nd-Fe-B磁体，其矫顽力可达1822 kA m−1，热稳定性为−0.447% K−1。电子探针微分析和性原理计算证明，Ce和La的配位效应提高了Tb在特定区域的扩散深度，导致Tb扩散的磁性硬化晶粒均匀形成。更进一步通过原位洛伦兹透射电子显微镜直接观察到强钉扎畴壁的存在，并可以通过微磁模拟重建。该研究对元素GBD机制的作用提供了深刻的认识，并对探索其他元素体系的永磁体的扩散源具有参考意义PtBi是研究不同拓扑非平庸相中非常规AHE和其他新物理性质的理想平台。
The magnetic properties were measured by a vibrating sample magnetometer (VSM) using the physical property measurement system (PPMS, PPMS-9, Quantum Design).
Controlling Spin Orientation and Metamagnetic Transitions in Anisotropic van der Waals Antiferromagnet CrPS4 by Hydrostatic Pressure. Advanced Functional Materials (2021).
控制物相是凝聚态物理和材料科学的中心任务。在Mermin-Wagner理论中，操作二维磁体的自旋取向具有重要意义。本文系统研究了van der Waals CrPS4在高达1 GPa范围内的温度和压力依赖的磁性能。由于磁各向异性能量的温度依赖特性，加热时材料经历了一阶自旋重取向转变，磁矩从ac平面内几乎平行于c轴方向重新排列到CrS6八面体准一维链的b轴方向。施加压力后，自旋重排温度被抑制。沿b轴施加外磁场可诱导自旋翻转转变，并将高温相转移至较低温度。饱和场随压力增大而增大，表明层间反铁磁耦合增强，然而，Néel温度略有降低，这是由于层内铁磁耦合被抑制。这一研究成果在层状反铁磁体实现了对自旋取向和变磁相变的调控，为二维磁性和相关自旋电子器件研究提供了新的视角。
Pressure-dependent magnetizations were measured using a Quantum Design Physical Properties Measurement System (PPMS-9T). The pressure cell used was a commercial clamp-type cell made of nonmagnetic BeCu alloy.
Twofold symmetry of c-axis resistivity in topological kagome superconductor CsV3Sb5 with in-plane rotating magnetic field. Nat Commun (2021).
在过渡金属化合物中，由于电荷、自旋、晶格和轨道自由度的相互作用，存在许多能量相近的相互交织的电子序。其中一种常被观察到的是所谓的向列电子态，它打破了平面内的旋转对称性。这种向列态出现在铜基、铁基超导体等材料中。向列态可以与其他序共存、影响、合作或竞争。本文通过测量磁场在平面内旋转的c轴电阻率变化，显示了新近发现的“笼目”金属CsV3Sb5的平面内各向异性电子态和超导性，并观察到超导态具有双重对称性，正常态具有独特的平面内向列电子态。有趣的是，这两个电子序在小电阻率的场方向上是正交的。我们的结果为理解CsV3Sb5的非平凡物理性质提供了新的思路。
Resistance measurements were carried out in a physical property measurement system (PPMS, Quantum Design).
Magnetism-induced topological transition in EuAs3. Nat Commun (2021) .
磁性拓扑半金属中磁性和拓扑的相互作用仍是未解之谜，可能会导致各种新奇的物理现象。我们系统地研究了磁性半金属EuAs3，证明了其在低温下存在磁性诱导的拓扑相变，从顺磁或自旋化态下的拓扑线节点半金属转变为反铁磁基态下的拓扑有质量Dirac金属。反铁磁态和自旋化态的拓扑性质已通过电输运测量得到验证。其磁阻具有不饱和特性，在1.8 K和28.3 T可达~2 × 105%。在顺磁状态下，角度分辨光电子发射光谱证明了γ点处的拓扑线节点结构。在3 K以下，存在温度诱导的Lifshitz相变，并伴随有新能带的出现。这些结果表明，磁性EuAs3提供了一个探索磁性与拓扑相互作用的丰富平台。
Magnetic susceptibility and specific heat measurements were performed in a magnetic property measurement system (MPMS, Quantum Design) and a physical property measurement system (PPMS, Quantum Design), respectively.
Electrically switchable van der Waals magnon valves. Nature Communications (2021).
Van der Waals磁体已经成为探索高度可调自旋物理和自旋相关技术的沃土。vdW磁体中的二维(2D) magnon是强约束下自旋的集体激发。虽然对2D magnon的理解取得了相当大的进展，但一种叫做范德华magnon阀的关键装置尚未实现。在这种装置中，利用电可实现magnon信号完全、反复的开关。在这里，我们基于范德华反铁磁绝缘体MnPS3实现了magnon阀。通过在栅上施加直流电流，我们发现二次谐波热磁子(SHM)信号可以由正向负调谐。调谐过程中过零表明了SHM传输的完全阻塞，这是由二维自旋通道中非平衡magnon密度的非线性门依赖引起的。使用可切换的magnon阀，我们演示了一个基于magnon的逆变器。这些结果说明了范德华反铁磁体在研究高度可调谐自旋波物理以及在未来信息技术中应用于磁基电路方面的潜力。
The magnon transport measurement in MnPS3 is done in a physical properties measurement system (PPMS) with low frequency lock-in amplifier technique. The injection AC current (18.07Hz) in the range from 0 μA to 100μA is provided by lock-in amplifier (NF LI5640) or a signal generator (Tektronix AFG 3000) with a 10KΩ resistor. Lock-in amplifiers (Stanford Research SR830) are used to probe the nonlocal voltages.
Evidence for anisotropic spin-triplet Andreev reflection at the 2D van der Waals ferromagnet/superconductor interface. Nat Commun (2021).
基本对称破缺和自旋轨道耦合导致了量子材料中令人着迷的现象。特别是铁磁体和普通横波超导体之间的界面，涌现出罕见的自旋轨道场诱导的自旋三重态超导，这对超导自旋电子学和拓扑保护的马约拉纳束缚态至关重要。在这里，我们报道了在准二维范德华铁磁体Fe0.29TaS2和常规横波超导体NbN之间的界面上观察到的大磁阻特性。这为Rashba自旋轨道耦合引起的铁磁体/超导体界面自旋三重态Andreev反射和诱导自旋三重态超导提供了可能的实验证据。磁阻的温度、电压和界面势垒依赖性进一步支持诱导自旋三重态超导性和自旋三重态Andreev反射。这一发现，连同二维范德华铁磁体令人印象深刻的进展，为设计和探测具有奇异性质的超导界面提供了重要机会。
The MR measurement of the quasi-2D vdW Fe0.29TaS2/SC devices was performed in a Physical Properties Measurement System (PPMS; Quantum Design). During the measurement of each spin-triplet MR curve, the quasi-2D vdW Fe0.29TaS2/SC device was rotated from 0 to 360 degrees under the external static magnetic field in the PPMS.
Van der Waals ferromagnetic Josephson junctions. Nat Commun (2021) .
二维异质结构中超导-铁磁界面为探究超导、铁磁相互作用提供了一个独特平台。在范德瓦尔斯(vdW)晶体中实现这种纳米尺度的异质结构，并具有原子尺度锋利界面仍面临很大挑战。本文中，我们通过在两层超导体NbSe2中插入几个原子层的铁磁绝缘体Cr2Ge2Te6，构建了vdW型铁磁约瑟夫森结(JJ)。临界电流和相应的结电阻对平面内磁场表现出回滞和振荡行为，表现为强约瑟夫森耦合态。此外，我们在一些JJ器件中观察到临界电流的中心小值，在SQUID结构中观察到非平庸的相移，证明了结区0相和π相共存。我们的研究为利用vdW异质结构探索弱磁性敏感探针和相位相关超导电路的多功能构件铺平了道路。
The transport measurements were carried out in two Physical Property Measurement Systems (PPMS, Quantum Design), one equipped with a dilution refrigerator with the temperature down to 50mK and the other without down to 1.85 K.
Ultrahigh Power Factor and Ultralow Thermal Conductivity at Room Temperature in PbSe/SnSe Superlattice: Role of Quantum-Well Effect. Small (2021) .
降维是调节热电性能的有效策略之一。本文利用脉冲激光沉积技术制备了具有量子阱(QW)结构的n型PbSe/SnSe超晶格。结果表明，PbSe/SnSe多重量子阱的功率因数在300K时高达≈25.7 µW cm−1 K−2 ，是PbSe单层膜的4倍。另一方面，由于界面处声子的散射，PbSe/SnSe多重量子阱的热导显著降低至0.32 ± 0.06 W m−1 K−1 。具有超高功率因数和超低导热性能的PbSe/SnSe多重量子阱ZT显著提高到1.6，相对的PbSe单层膜ZT值只有0.14。
The Hall coefficients, carrier concentration, and mobilities were measured by the standard van der Pauw technique using a physical property measurement system (PPMS, Quantum Design) with current biases in the range of 1–10 μA.
Impedance amelioration of coaxial-electrospun TiO2@Fe/C@TiO2 vesicular carbon microtubes with dielectric-magnetic synergy toward highly efficient microwave absorption. Chemical Engineering Journal (2021) .
阻抗匹配(Z)是高效微波吸收材料的关键问题，也是目前面临的主要挑战。由于缺乏磁损耗能力和电磁阻抗平衡，碳基吸收体的微波衰减能力亟待提高。本文采用同轴静电纺丝的方法，合理地构造了一个TiO2@Fe/C@TiO2泡状碳微管。通过引入空穴、磁性铁颗粒和介电TiO2涂层，使其特性阻抗逐渐提高。在厚度仅为2.0 mm时，复合材料的大反射损耗为−60.98 dB，吸收带宽为4.8 GHz。这种具有管状多孔结构的层次化泡状碳微管，具有较高的磁各向异性和多个界面，进一步使复合材料具备：(1)微米尺度1D各向异性磁耦合和电荷传导的双网络，(2)四组分介电-磁协同作用，(3)由微磁模拟和电子全息证明的阻抗逐步匹配。这一发现对高性能微波吸收剂的阻抗匹配控制具有重要意义。
The hysteresis loops measurement was carried out with a Quantum Design vibrating sample magnetometer (VSM).
Coherent spin rotation-induced zero thermal expansion in MnCoSi-based spiral magnets. NPG Asia Materials (2021) .
零热膨胀(ZTE)材料，即体积不随温度变化而变化，能够抵抗热冲击，是现代工业中高精度部件所急需的材料。然而，ZTE纯材料非常罕见，尤其是金属材料。在此，我们报告发现了一种纯金属ZTE材料：正交Mn1-xNixCoSi螺旋磁体材料。MnCoSi基合金中Ni的引入可以有效地增强铁磁交换相互作用，构建从螺旋磁态到类铁磁态的转变。系统的原位中子粉末衍射发现，基态bc平面上出现了一种新的摆线螺旋磁结构，会随温度升高，转变为ab平面的一种螺旋磁结构。洛伦兹透射电子显微镜技术揭示在磁相变中，摆线和螺旋自旋序沿着c轴在不同的时间内连续旋转。这种自旋旋转导致相耦合的晶格连续移动，并引起沿a轴的大的负热膨胀，终导致宽温ZTE效应。我们的工作不仅介绍了一种新的ZTE合金，而且提出了一种发现或设计ZTE磁体的新机制。
The hysteresis loops measurement was carried out with a Quantum Design vibrating sample magnetometer (VSM).
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