Abstract Pristine and Dy substituted MnFe 2 O 4 , MnFe 2-x Dy x O 4 (x = 0.00, 0.02, 0.04, 0.06, 0.08 & 0.10) were successfully synthesized by sol-gel method to investigate the dielectric properties of the system. MnFe 2 O 4 exhibits a high dielectric permittivity of order 10 4 which is further augmented by 60% through Dy substitution. This is owing to the rise in interfacial polarization resulting from localized states, dipolar polarization arising from the multiple valence states of Fe and Mn ions, atomic polarization due to structural distortion induced by strain, and electronic polarization stemming from the concentration of free charge carriers. The enhancement of induced strain, mixed valence ratio of Fe 2+ /Fe 3+ and Mn 4+ /Mn 2+ ,localized states and free charge carrier concentration are confirmed from the XRD, XPS and optical studies respectively. The dielectric relaxation mechanism of MnFe 2-x Dy x O 4 follows modified Havriliak-Negami relaxation model with conductivity contribution. Complex impedance analyses further validate the contribution of grain-grain boundary mechanisms to the dielectric properties confirmed through Nyquist plots. A comprehensive analysis of conductivity reveals the significant impact of Dy substitution on the electrical conductivity of MnFe 2 O 4 . This influence is strongly related to the variations in the concentration of free charge carriers within the MnFe 2-x Dy x O 4 system. The understanding of the underlying physics governing the dielectric properties of Dy-substituted MnFe 2 O 4 not only enhances the fundamental knowledge of material behavior but also opens new avenues for the design and optimization of advanced electronic and communication devices.

Proper regulation of germline gene expression is essential for fertility and maintaining species integrity. In the C. elegans germline, a diverse repertoire of regulatory pathways promote the expression of endogenous germline genes and limit the expression of deleterious transcripts to maintain genome homeostasis. Here we show that the conserved TRIM-NHL protein, NHL-2, plays an essential role in the C. elegans germline, modulating germline chromatin and meiotic chromosome organization. We uncover a role for NHL-2 as a co-factor in both positively (CSR-1) and negatively (HRDE-1) acting germline 22G-small RNA pathways and the somatic nuclear RNAi pathway. Furthermore, we demonstrate that NHL-2 is a bona fide RNA binding protein and, along with RNA-seq data point to a small RNA independent role for NHL-2 in regulating transcripts at the level of RNA stability. Collectively, our data implicate NHL-2 as an essential hub of gene regulatory activity in both the germline and soma.

Abstract Hexagonal perovskite materials are emerging quantum spin liquid systems providing a fertile ground to realize novel quantum phenomena. The epitaxially grown thin films of such materials offer a compelling approach to utilize exotic quantum phases for device applications with better control over the structure. We fabricate the intriguing quantum spin liquid triple perovskite Ba3CuSb2O9 epitaxially onto a MgO (100) substrate by pulsed laser deposition technique as well as in bulk form for comparison. The presence of only (00l) parallel planes of Ba3CuSb2O9 in X-ray diffraction validates the epitaxial growth of the thin film. Temperature-dependent magnetization of thin film reveals no magnetic ordering down to 2 K, with a large antiferromagnetic Curie-Weiss temperature (θCW ≈ − 11.68 K). This indicates strong magnetic frustration and quantum spin liquid behaviour, similar to bulk Ba3CuSb2O9. The presence of magnetic correlations at low temperature (in the quantum spin liquid state) is further confirmed by analysing the low temperature magnetic isotherms. These experimental findings underscore the potential of this quantum material for its use in quantum technologies.

We investigate the emergence and optimization of conventional exchange bias (EB) in ultrathin (<10 nm) ferroelectric (FE) BaTiO3 (BTO)/ferromagnetic (FM) La0.67Sr0.33MnO3 (LSMO) epitaxial bilayers without an antiferromagnetic (AFM) material. The EB originates from the electronic orbital reconstruction at the FE-FM interface due to the ferroelectric polarization. We achieve maximum EB of approximately 42 Oe with single-domain polarization in nine-unit-cell-thick BTO, setting the BTO thickness above the critical threshold for ferroelectricity yet below the thickness of strain relaxation and multidomain breakdown. Furthermore, the LSMO layer needs to be thick enough to sustain both the FM layer and polarization-induced AFM spin configuration at the LSMO/BTO interface, yet as thin as possible to enable the EB loop shift. The temperature, training, field, and thickness dependence of the EB confirm that the LSMO/BTO interface exhibits conventional EB despite its unconventional origin. Using x-ray magnetic circular dichroism, scanning transmission electron microscopy, and density-functional-theory calculations, we confirm that the macroscopic EB effect originates from the interfacial AFM spin configuration in LSMO driven by FE-induced -orbital modifications in interfacial Mn ions. Thus, we engineer strong interfacial EB coupling in artificial multiferroics without a conventional AFM material by controlling FE polarization, highlighting the potential for advanced spintronic applications. Published by the American Physical Society 2024