Frontiers of atom probe tomography physics, data processing, and analysis

本文基于 2024 年 8 月在美国亚历山大市举行的研讨会,综述了原子探针断层扫描(APT)在场蒸发物理机制、数据处理与分析方面的最新进展,并强调了建立从数据采集到报告全流程标准化工作以解决可重复性挑战的迫切需求。

Emmanuelle A. Marquis, Arun Devaraj, Richard G. Forbes, Iman Ghamarian, Markus Kühbach, Jean-Baptiste Maillet, Baishakhi Mazumder, Frederick Meisenkothen, Jiayuwen Qi, Daniel Schreiber, Paul Styman, Francois Vupillot, Wolfgang WindlThu, 12 Ma🔬 cond-mat.mtrl-sci

Electron-phonon physics at the exascale: A hybrid MPI-GPU-OpenMP framework for scalable Wannier interpolation

该论文提出了一种混合 MPI-GPU-OpenMP 框架,成功将 EPW 代码中的电子 - 声子 Wannier 插值算法高效移植至多种 GPU 架构,在多个超算平台上实现了高达 29 倍的加速比及近乎理想的千节点扩展性,从而使得在 Exascale 平台上进行大规模电子 - 声子物理计算成为可能。

Tae Yun Kim, Zhe Liu, Sabyasachi Tiwari, Elena R. Margine, Feliciano GiustinoThu, 12 Ma🔬 cond-mat.mtrl-sci

Long-range magnetic order with disordered spin orientations in a high-entropy antiferromagnet

该研究通过中子衍射和共振软 X 射线散射技术,在具有显著原子无序的高熵范德华材料 (Mn1/4Fe1/4Co1/4Ni1/4)PS3 中发现了由多种磁性元素协同稳定、各元素自旋取向各异但整体呈现长程锯齿形反铁磁序的新型磁态。

Yao Shen, Guangkai Zhang, Qinghua Zhang, Xuejuan Gui, Yu Zhang, Heemin Lee, Cheng-Tai Kuo, Jun-Sik Lee, Ronny Sutarto, Feng Ye, Zhao Pan, Xiaomei Qin, Jinchen Wang, Tianping Ying, Youwen LongThu, 12 Ma🔬 cond-mat

Transverse and Longitudinal Magnetothermopower Promoted by Ambipolar Effect in Half-Heusler Topological Materials

该研究发现半赫斯勒拓扑材料 DyPtBi 通过非完美的电子 - 空穴补偿及零带隙半导体中的双极效应,打破了传统权衡,实现了纵向与横向磁热电动势的同时显著增强,为通过能带工程优化稀土基半赫斯勒材料的热电性能提供了新途径。

Orest Pavlosiuk, Marcin Matusiak, Andrzej Ptok, Piotr Wisniewski, Dariusz KaczorowskiThu, 12 Ma🔬 cond-mat.mtrl-sci

High-Throughput-Screening Workflow for Predicting Volume Changes by Ion Intercalation in Battery Materials

本文提出了一种结合原子级特征与机器学习键长预测模型的高通量筛选工作流,用于快速预测电池材料离子嵌入引起的体积变化,从而在约 117.5 万种过渡金属氧化物和氟化物中高效筛选出具有低体积变化潜力的候选材料,并通过密度泛函理论(DFT)验证了最优选材。

Aljoscha Felix Baumann, Daniel Mutter, Daniel F. Urban, Christian ElsässerThu, 12 Ma🔬 cond-mat.mtrl-sci

Non-Collinear and Non-Coplanar Magnetic Orders in 1/1 Periodic Approximant to the Icosahedral Quasicrystal

该论文通过引入考虑晶体电场单轴各向异性的有效模型,对基于稀土元素的二十面体准晶体 1/1 周期近似晶体的基态磁性进行了数值精确计算,揭示了八种非共线非共面磁结构的稳定性及其磁空间群,阐明了其基态简并度与拓扑性质,并成功解释了相关实验观测结果。

Shinji Watanabe, Tatsuya IwasakiThu, 12 Ma🔬 cond-mat.mtrl-sci

Electronic Structure and Resonant Circular Dichroism of La0.7_{0.7}Sr0.3_{0.3}MnO3_3 from Soft X-ray Angle-Resolved Photoemission

该研究利用软 X 射线角分辨光电子能谱技术,结合密度泛函理论计算,成功解析了 (111) 取向 La0.7_{0.7}Sr0.3_{0.3}MnO3_3 薄膜的电子能带结构,并观测到 Mn L 边共振光电子发射中显著的动量分辨磁圆二色性,为研究非常规磁性提供了一种结合动量与自旋选择性的新途径。

Øyvind Finnseth, Damian Brzozowski, Anders Christian Mathisen, Stefanie Suzanne Brinkman, Xin Liang Tan, Fabian Gohler, Benjamin A. D. Williamson, Kristoffer Eggestad, Meng-Jie Huang, Jens Buck, Moritz Hoesch, Kai Rossnagel, Sverre M. Selbach, Hendrik Bentmann, Ingrid HallsteinsenThu, 12 Ma🔬 cond-mat.mtrl-sci

Engineering Magnetic Anisotropy in Permalloy Films via Atomic Force Nanolithography

该论文展示了利用原子力纳米光刻技术在坡莫合金薄膜中刻蚀纳米沟槽阵列,通过调控沟槽周期和深度来精确诱导并连续调节面内单轴磁各向异性,从而实现对磁畴构型、磁畴壁轨迹的定向控制,并为磁子学元件及磁阻传感器设计提供了通用平台。

Abhishek Naik, Cyril Delforge, Nicolas Lejeune, Daniel Stoffels, Joris Van de Vondel, Kristiaan Temst, Alejandro V. Silhanek, Emile FourneauThu, 12 Ma🔬 cond-mat.mes-hall

Magnetic criticality and magnetocaloric response in MnBi2_2Te4_4 and MnBi4_4Te7_7

该研究结合扫描隧道显微镜、临界标度分析和磁热测量,揭示了 MnBi2_2Te4_4与 MnBi4_4Te7_7中结构层状排列对磁性临界涨落及磁热效应的关键调控作用,前者表现为三维伊辛类临界行为及独特的双型磁热响应,而后者则因层间交换减弱呈现以交叉为主导的临界性及常规磁热行为。

Nazma Firdosh, Shreyashi Sinha, Sujit MannaThu, 12 Ma🔬 cond-mat.mes-hall

Helium-Cooled Cryogenic STEM Imaging and Ptychography for Atomic-Scale Study of Low-Temperature Phases

该研究利用商用液氦冷却样品杆,结合快速扫描与多阶段配准及像差耦合校正技术,成功实现了 20 K 低温下的原子级扫描透射电子显微镜成像与电子叠层成像,为量子材料基态结构的直接观测提供了可靠途径。

Noah Schnitzer, Mariana Palos, Geri Topore, Nishkarsh Agarwal, Maya Gates, Yaqi Li, Robert Hovden, Ismail El Baggari, Suk Hyun Sung, Michele Shelly ConroyThu, 12 Ma🔬 cond-mat.mtrl-sci

Fast Programming of In-Plane Hyperbolic Phonon Polariton Optics Through van der Waals Crystals using the Phase-Change Material In3SbTe2

该研究利用相变材料 In3SbTe2 的光学编程能力,在沉积后的α-MoO3 薄片上快速、灵活地重构面内双曲声子极化激元的发射与限制结构,实现了无需传统纳米加工即可按需调控极化激元传播方向与局域特性的新方案。

Lina Jäckering, Umberto Saldarelli, Aaron Moos, Lukas Conrads, Enrique Terán-García, Christian Lanza, Aitana Tarazaga Martín-Luengo, Gonzalo Álvarez-Pérez, Pablo Alonso-González, Matthias Wuttig, Thomas TaubnerThu, 12 Ma🔬 physics.optics