Quantum Design中国用户科研成果快报（2023年第10期）

1.  Direct Imaging of Antiferromagnet‐Ferromagnet Phase Transition in van der Waals Antiferromagnet CrSBr. Advanced Functional Materials (2023) 北京科技大学 王守国.

2.  Actinide-lanthanide single electron metal-metal bond formed in mixed-valence di-metallofullerenes. Nature Communications (2023) 北京大学 高松.

3.  High anisotropy in electrical and thermal conductivity through the design of aerogel-like superlattice (NaOH)_0.5NbSe₂. Nature Communications (2023) 中科院物理所 陈小龙.

4.  Calorimetric evidence for two phase transitions in Ba_1−xK_xFe₂As₂ with fermion pairing and quadrupling states. Nature Communications (2023) 上海交通大学 Vadim Grinenko.

5.  The Coexistence of Superconductivity and Topological Order in Van der Waals InNbS₂. Small (2023) 中科大 陆亚林.

6.  Pressure-induced superconductivity in the nonsymmorphic topological insulator KHgAs. NPG Asia Materials (2023) 中科院物理所 靳常青.

7.  Constructing of amorphous/PbSe/amorphous multiple quantum wells with record high thermoelectric properties. Acta Materialia (2024) 河北大学 王淑芳.

8.  Strategy and mechanism for substantially enhanced coercivity in multi-main-phase Nd-La-Ce-Fe-B sintered magnets. Acta Materialia (2023) 北京工业大学 岳明.

9.  Magnetic-field-induced electronic instability of Weyl-like fermions in compressed black phosphorus. Science China Physics, Mechanics & Astronomy (2023) 中科大 陈仙辉.

10.  Large magnetocaloric effect in Gd₂Si₂O₇ and plateau-like magnetic entropy change in Dy₂Si₂O₇. Journal of Alloys and Compounds (2023) 华中科技大学 夏正才.

11.  Synthesis, structure and properties of RNiBN (R = rare-earth elements). Journal of Alloys and Compounds (2024) 浙江大学 曹光旱.

12.  A new strategy for improving the Tb utilization efficiency in sintered NdFeB magnets through pressure-assisted grain boundary diffusion. Journal of Alloys and Compounds (2024) 北京工业大学 岳明.

13.  Electronic state dominated magnetism in CoSb single crystal. Journal of Alloys and Compounds (2023) 上海大学 曹世勋.

14.  Electronic spin resonance study of room-temperature ferromagnet Cr₃Te₄. Materials Research Bulletin (2024) 中科院强场科学中心 张裕恒.

15.  Coercivity mechanism of high-performance anisotropic heterostructure SmCo₅ magnets. Journal of Rare Earths (2023) 北京工业大学 岳明.

16.  A potential dilute magnetic semiconductor: Lead-free Cs₂AgBi_1-xFe_xBr₆ double perovskite. Materials Science in Semiconductor Processing (2023) 中科院硅酸盐所 黄富强.

17.  Ultrafast laser-induced precession dynamics in perpendicular artificial ferrimagnetic [D0₂₂-Mn₃Ga/Co₂MnSi]₅ superlattices. Applied Physics Letters (2023) 中科院半导体所 赵建华.

18.  Observation of two-channel anomalous Hall effect in perpendicularly magnetized NiCo₂O₄ epitaxial films. Physical Review B (2023) 山西师范大学 许小红.

19.  Reconfigurable nonreciprocal excitation of propagating exchange spin waves in perpendicularly magnetized yttrium iron garnet thin films. Physical Review B (2023) 中科院物理所 韩秀峰.

20.  Development of Flexible Rare Earth–Fe–B Rubber Magnets toward Efficient Utilization of Ce, La, and Y Elements. Advanced Engineering Materials (2023) 燕山大学 柳忠元.

21.  Interplay between anomalous metallic and superconducting states tuned by disorder in thin flakes of kagome metal KV₃Sb₅. Superconductor Science and Technology (2023) 中科院硅酸盐所 黄富强.

22.  Giant 2D Skyrmion Topological Hall Effect with Ultrawide Temperature Window and Low-Current Manipulation in 2D RoomTemperature Ferromagnetic Crystals. Chinese Physics Letters (2023) 华中科技大学 常海欣.

23.  A highly efficient light-driven non-enzymatic glucose sensor based on AuNi nanodendrites. New Journal of Chemistry (2023) 山西师范大学 许小红.

24.  Colossal magneto-nonlinear-dielectric effect in magnetoelectric antiferromagnet tetracobalt diniobate. Journal of Magnetism and Magnetic Materials (2023) 华中科技大学 常海欣.

北京科技大学 王守国等

范德华(vdW)铁磁(FM)和反铁磁(AFM)材料的发现为自旋电子学和磁光器件发展提供了前所未有的机会。结合Kerr显微镜和密度泛函理论计算，本文对vdW CrSBr中的AFM-FM相变进行了研究，发现了与不同磁相(FM、AFM或顺磁态)相关的反常磁光各向异性。这种独特的磁光特性导致不同磁态具有不同的各向异性光反射率，从而可利用AFM Néel矢量方向直接成像并观测磁场下AFM-FM相变的动态过程。利用Kerr显微镜，不仅对磁畴形核和扩展过程进行了成像，而且对AFM-FM转变中的中间自旋翻转态进行了识别。独特的磁光特性和对CrSBr中AFM-FM相变动力学过程的清晰识别表明了vdW磁性材料在未来自旋电子技术中的前景。

MPMS

The magnetic properties of CrSBr crystal were measured in a Quantum Design magnetic property measurement system (MPMS3). The mass of CrSBr crystal was calibrated as 0.6 mg.

理解f区块元素的金属-金属键一直化学界的一个挑战。本文通过结构、光谱和计算方法，表征了一系列混合价二金属富勒烯ThDy@C_2n (2n = 72, 76, 78和80)和ThY@C_2n (2n = 72和78)中的锕系-镧系单原子之间的金属-金属键。晶体学表征明确地证实了Th和Y或Dy被封装在可变尺寸的富勒烯碳笼中。对ThY@D_3h(5)-C₇₈的ESR研究表明了一个未配对电子与Y相互作用的双重态，对ThDy@D_3h(5)-C₇₈的SQUID磁强计研究表明了整个分子的高自旋基态。理论研究进一步证实了Y或Dy和Th之间存在单电子键合相互作用，这是由于两种金属的杂化spd轨道之间存在明显的重叠。

DC magnetic properties were determined using a Quantum Design MPMS3 VSM magnetometer.

上海交通大学 Vadim Grinenko等

破缺多重对称性的材料可以在超导临界温度(T_c)以上形成四-费米子态。该态由相涨落诱导稳定。本文在Ba_1−xK_xFe₂As₂中发现了破缺Z₂时间反转对称性的费米四次相。新物态相变过程往往在Z2时间反转对称性破缺临界温度(T_c^Z2>T_c)存在反常比热。而本文检测到Ba_1−xK_xFe₂As₂比热在零磁场下存在两个反常变化。较高温度下的比热反常伴随有自发能思特效应的出现，表明Z₂对称性的破缺。较低温度下的第二个比热反常与零电阻转变相吻合，表明超导转变的开始。本文首次在超导相变温度之上发现了比热反常情况，这与新费米子序的形成而导致的时间反演对称性破缺有关。

MPMS + PPMS HC

DC susceptibility measurements were performed using a commercial superconducting quantum interference device (SQUID) magnetometer from Quantum Design. The measurements of the specific heat using the thermal relaxation method were performed in a Quantum Design physical property measurement system (PPMS). The Nernst and Seebeck effect measurements were performed using a homemade sample holder for transport properties inserted in a Quantum Design PPMS endowed with a 9 T magnet.

中科大 陆亚林等

超导和非平庸拓扑能带共存体系的研究引起了广泛关注。然而，有限的材料平台严重阻碍了研究进程。本文首次实验合成高质量的单晶范德华过渡金属二硫族化合物InNbS₂，并对其性质进行了细致研究，揭示了它是一种拓扑线节点半金属，并同时具有超导性。磁化率和电输运测量表明，InNbS₂为II型超导体，转变温度为6K。第一性原理计算预测多个拓扑节点环态在费米能闭合。另外在合成的BiNbS₂和PbNbS₂样品中也观察到类似的特征。这项工作为探索超导性和拓扑能带之间相互作用研究提供了新的材料平台ANbS₂ (A = In, Bi和Pb) 。

MPMS + PPMS Resistivity

The magnetic properties were measured using a SQUID magnetometer (Quantum Design MPMS-3). Electrical transport measurements were carried out using a physical properties measurement system (Quantum Design, PPMS-9T).

中科院物理所 靳常青等

近来，具有沙漏型色散的拓扑绝缘体(TI) KHgX (X = As, Sb, Bi)引起了广泛关注，他们的能带拓扑依赖于非点式对称，而不是以往时间反演或镜面晶体对称。因此，KHgX表现出许多奇异特性，如沙漏型电子通道和三维双量子自旋霍尔效应。目前对这些非点式TI的高压实验研究很少。本文对KHgAs进行了高达55 GPa的高压电测量，以及高压X射线衍射测量和高压结构预测。发现其在~16和20GPa之间出现了压力诱导的半导体-金属相变，随后在大约21GPa时出现了超导性， T_c为~3.5 K。在31.8 GPa时， T_c提升至~6.6 K，然后继续增加压力到55 Gpa， T_c缓慢降低。我们的结果显示了KHgAs的高压相图，并确定了非点式TI在压力诱导下的超导性，为超导性和受非点式对称性保护的拓扑非平庸特征的进一步研究提供便利。

PPMS Resistivity

The electrical resistivity under ambient pressure was measured on a Quantum Design physical property measurement system (PPMS) using the four-probe method.

河北大学 王淑芳等

量子阱(QW)是提升热电性能的一种可行方案。然而先前研究表明，在半导体基和氧化物基QW中，存在大量层间电子和声子隧穿两个主要挑战。这项工作发现，具有多量子阱(MQW)结构的PbSe/非晶SrTiO₃ (α-STO)超晶格可以有效克服这两个限制。研究表明，由于强量子局域效应的存在，PbSe/α-STO MQW在室温下热电功率因子高达~ 24.5 μWcm⁻¹K⁻²。此外，非晶SrTiO₃层具有本征低导热系数(0.27±0.05 Wm⁻¹ K⁻¹)，使得室温下PbSe/α-STO MQW的热电优值zT最大可达2.7，比纯PbSe薄膜(zT = 0.15)高出1800%以上。

PPMS Resistivity + ZEM-3

The Hall coefficients, carrier concentration, and mobilities were recorded by a Physical Property Measurement System (PPMS) provided by Quantum Design Inc. High temperature electrical conductivity and Seebeck coefficient were measured by ZEM-3 Seebeck Coefficient Measurement System (ADVANCED RIKO, Inc.).

北京工业大学 岳明等

提高La/Ce多主相(MMP)烧结磁体的矫顽力是促进La/Ce元素在永磁体中应用的关键。本文采用了一种新策略来精确地控制MMP Nd-La-Ce-Fe-B烧结磁体的化学不均匀性和晶界(GB)结构，即通过调整无LaCe合金的组成。发现MMP-LaCe35磁体(LaCe占稀土35 wt.% )具有超高矫顽力13.75 kOe。这是由于在无LaCe合金中加入Al-Cu-Ga元素可以增强化学不均匀性，并优化了GB结构。基于上述机理，采用相同成分的合金制备的MMP-LaCe40磁体矫顽力为12.09 kOe。本研究结果表明，化学不均匀性的增强可以有效地提高了磁体的矫顽力温度稳定性。本研究为制备具有较高LaCe含量的超高矫顽力MMP烧结磁体提供了有效可行的微观调控策略，对促进稀土资源的综合利用具有重要意义。

VersaLab VSM

And a vibrating sample magnetometer (VSM, VersaLab, Quantum Design) with the applied field ranging from −30 kOe to 30 kOe was used to measure the recoil loops of the three magnets at 20℃.