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聚吡咯/铁基复合材料的制备及其应用
摘要：多吡咯（PPY）是一种廉价的导电聚合物，具有有效的存储容量，但其有限的溶解度限制了其生产和应用。因此，为了扩大其应用范围，多功能PPY复合材料的设计和研究引起了极大的关注。PPY/铁基复合材料是通过水热方法，聚合方法和一锅方法等方法制备的。有关PPY/铁复合材料的应用的研究主要集中在电容器，电磁波吸收材料，吸附剂，传感器，药物和催化剂等领域。，它们在超级电容器的电极材料，电磁波的吸收，重金属离子的吸附以及催化降解，展示广泛的应用前景中表现出色。随着制备技术的持续发展和应用领域的进一步扩展，PPY/基于铁的复合材料有望在更多领域中发挥重要作用。关键字：polypyrrole;准备方法；复合材料；应用区域
存储反铁电PbZrO3
基于反铁电的介电电容器因其出色的储能性能和在收集脉冲功率方面的非凡灵活性而备受关注。尽管如此，迄今为止，尚未阐明与储能过程固有耦合的原位原子级结构演化途径，以最终理解其机制。本文报道了反铁电PbZrO 3 在存储电子束照射的能量过程中的时间和原子分辨率结构相演变。通过采用最先进的负球差成像技术，本文介绍的定量透射电子显微镜研究阐明了与晶胞体积变化和极化旋转相关的极性氧八面体的层次演化解释了逐步的反铁电到铁电相变。特别是，在动态结构研究过程中建立了一种非常规的铁电类别——具有独特摆线极化序的铁电畸变相。通过阐明原子尺度相变途径，该研究的结果为探索具有非极性到极性相变的储能材料中的新型铁致畸变相开辟了一个新领域。
反铁磁驱动的二维拓扑节点超导
磁体/超导体混合物 (MSH) 有望成为新兴拓扑超导相 [1, 2, 3, 4, 5]。接近 s 波超导体的一维 (1D) [6, 7, 8] 和二维 (2D) [9, 10, 11, 12] 磁系统均已显示出具有零能量端态和手性边缘模式的带隙拓扑超导的证据。最近，有人 [13] 提出，块体过渡金属二硫属化物 4Hb-TaS 2 是一种无间隙拓扑节点超导体 (TNPSC) [14]。然而，目前尚未在 MSH 系统中实验实现 TNPSC。本文我们介绍了在 s 波超导体顶部的反铁磁 (AFM) 单层中发现 TNPSC。我们的计算表明，拓扑相由 AFM 序驱动，从而导致无间隙时间反转不变拓扑超导态的出现 [15]。利用低温扫描隧道显微镜，我们在反铁磁岛的边界观察到低能边缘模式，它将拓扑相与平凡相分开。正如计算所预测的那样，我们发现边缘模式的相对光谱权重取决于边缘的原子结构。我们的研究结果确立了反铁磁性和超导性的结合是设计二维拓扑量子相的新途径。
反铁磁晶体中的两种自旋轨道耦合机制
3 哈佛大学物理系，美国马萨诸塞州剑桥 02138 摘要 固体（能带结构）的能量与晶体动量 E(k) 图构成了导航其光学、磁性和传输特性的路线图。通过选择具有特定原子类型、组成和对称性的晶体，可以设计目标能带结构并从而设计所需特性。一个特别有吸引力的结果是设计能带，使其分裂成具有动量相关分裂的自旋分量，正如 Pekar 和 Rashba [Zh. Eksperim. i Teor. Fiz. 47 (1964)] 所设想的那样，从而实现自旋电子应用。本文提供了能带波矢相关自旋分裂 (SS) 的“设计原则”，它与传统的 Dresselhaus 和 Rashba 自旋轨道耦合 (SOC) 诱导分裂平行，但源自根本不同的来源——反铁磁性。我们使用磁对称设计原理确定了一些具有不同 SS 模式的通用 AFM 原型。这些工具还允许识别属于不同原型的具有 SS 的特定 AFM 化合物。通过密度泛函能带结构计算，使用一种特定化合物——中心对称四方 MnF 2——定量说明一种 AFM SS。与仅限于非中心对称晶体的传统 SOC 诱导效应不同，我们表明反铁磁诱导自旋分裂扩大了范围，甚至包括中心对称化合物，并且即使没有 SOC，SS 的量级也与最知名的（“巨大”）SOC 效应相当，因此不依赖于高 SOC 所需的通常不稳定的高原子序数元素。我们设想，使用当前的设计原理来识别具有自旋分裂能带的最佳反铁磁体将有利于有效的自旋电荷转换和自旋轨道扭矩应用，而无需包含重元素的化合物。 _____________________________________________________________________________ 电子邮件：erashba@physics.harvard.edu；alex.zunger@colorado.edu
反铁电氧化物膜中的尺寸诱导铁电性
尽管对铁电体的尺寸效应进行了广泛的研究，但是反铁电体的结构和特性在尺寸减小的情况下如何演变仍然难以捉摸。鉴于反铁电体在高能量密度存储应用方面具有巨大潜力，了解它们的尺寸效应将为优化小尺度器件性能提供关键信息。本文研究了无铅 NaNbO 3 膜中反铁电性的基本本征尺寸依赖性。通过广泛的实验和理论方法，探究了膜厚度减小后有趣的反铁电到铁电的转变。这种尺寸效应导致 40 nm 以下的铁电单相，以及在此临界厚度以上铁电和反铁电序共存的混合相状态。此外，结果表明反铁电和铁电序是电可切换的。第一性原理计算进一步表明，观察到的转变是由膜表面引起的结构扭曲驱动的。这项工作为反铁电体中内在尺寸驱动的缩放提供了直接的实验证据，并展示了利用尺寸效应通过膜平台驱动环境无铅氧化物中的突发特性的巨大潜力。
室温下电产生和控制的反铁磁半 skyrmion
拓扑保护的磁性结构，如 skyrmion、半 skyrmion（meron）及其反粒子，构成磁序中的微小涡旋。它们是下一代存储设备中信息载体的有希望的候选者，因为它们可以利用电流诱导的自旋扭矩以极高的速度高效推进 [1, 2, 3, 4, 5, 6]。反铁磁体已被证明可以承载这些结构的版本，它们因其具有太赫兹动力学、无偏转运动和由于没有杂散场而改善的尺寸缩放的潜力而引起了广泛关注 [7, 8, 9, 10, 11, 12]。本文展示了拓扑自旋纹理、子和反子可以在室温下生成，并利用电脉冲在薄膜 CuMnAs 中可逆移动，CuMnAs 是一种半金属反铁磁体，是自旋电子应用的试验平台系统 [13, 14, 15, 16, 17, 18, 19]。反铁磁子子电生成和操控是充分发挥反铁磁薄膜作为高密度、高速磁存储器件有源元件的潜力的关键一步。
非共线反铁磁序的复合自旋霍尔电导率
非共线反铁磁体 (AFM) 是一个令人兴奋的新平台，可用于研究本征自旋霍尔效应 (SHE)，这种现象源于材料的能带结构、贝里相位曲率和对外部电场的线性响应。与传统的 SHE 材料相比，非共线反铁磁体的对称性分析不禁止具有 ̂ x、̂ z 极化的非零纵向和平面外自旋电流，并预测电流方向为磁晶格的各向异性。本文报道了在非共线状态下唯一生成的 L1 2 有序反铁磁 PtMn 3 薄膜中的多组分平面外自旋霍尔电导率 𝝈 x xz 、𝝈 y xz 、𝝈 z xz。最大自旋扭矩效率 (𝝃 = JS / J e ≈ 0.3) 明显高于 Pt (𝝃 ≈ 0.1)。此外，非共线状态下的自旋霍尔电导率表现出预测的取向相关各向异性，为具有可选自旋极化的新设备开辟了可能性。这项工作展示了通过磁晶格进行对称性控制作为磁电子系统中定制功能的途径。