The fundamental physical properties of doped ${\mathrm{LaMnO}}_{3},$ generically termed ``manganites,'' and much of the underlying physics, were known more than 40 years ago. This article first reviews progress made at that time, the concept of double exchange in particular, and points out the missing elements that have led to a massive resurgence of interest in these and related materials. More recent research is then described, treating first the ground states that emerge as divalent atoms are substituted for trivalent La. A wide range of ground states appear, including ferromagnetic metals, orbital- and charge-ordered antiferromagnets, and more complex stripe and spin-glass states. Because of the interest in so-called colossal magnetoresistance that occurs in the ferromagnetic/metallic composition range, a section is devoted to reviewing the atypical properties of that phase. Next the high-temperature phase is examined, in particular, evidence for the formation of self-trapped small polarons and the importance of Jahn-Teller coupling in this process. The transitions between the high-temperature polaronic phase and the ferromagnetic and charge-ordered states are treated in a fourth section. In each section, the authors stress the competition among charge, spin, and lattice coupling and review the current state of theoretical understanding. They conclude with some comments on the impact that research on these materials has on our understanding of doped oxides and other strongly correlated electronic materials.

CeIrIn5 is a member of a new family of heavy-fermion compounds and has a Sommerfeld specific-heat coefficient of 720 mJ/molK2. It exhibits a bulk, thermodynamic transition to a superconducting state at Tc = 0.40 K, below which the specific heat decreases as T2 to a small residual T-linear value. Surprisingly, the electrical resistivity drops below instrumental resolution at a much higher temperature T0 = 1.2 K. These behaviors are highly reproducible and field-dependent studies indicate that T0 and Tc arise from the same underlying electronic structure. The layered crystal structure of CeIrIn5 suggests a possible analogy to the cuprates in which spin/charge pair correlations develop well above Tc.

We examine the operation and performance of an automated heat-capacity measurement system manufactured by Quantum Design (QD). QD’s physical properties measurement system (PPMS) employs a thermal-relaxation calorimeter that operates in the temperature range of 1.8–395 K. The accuracy of the PPMS specific-heat data is determined here by comparing data measured on copper and synthetic sapphire samples with standard literature values. The system exhibits an overall accuracy of better than 1% for temperatures between 100 and 300 K, while the accuracy diminishes at lower temperatures. These data confirm that the system operates within the ±5% accuracy specified by QD. Measurements on gold samples with masses of 4.5 and 88 mg indicate that accuracy of ±3% or better can be achieved below 4 K by using samples with heat capacities that are half or greater than the calorimeter addenda heat capacity. The ability of a PPMS calorimeter to accurately measure sharp features in Cp(T) near phase transitions is determined by measuring the specific heat in the vicinity of the first-order antiferromagnetic transition in Sm2IrIn8 (T0=14 K) and the second-order hidden order (HO) transition in URu2Si2 (TN=17 K). While the PPMS measures Cp(T) near the second-order transition accurately, it is unable to do so in the vicinity of the first-order transition. We show that the specific heat near a first-order transition can be determined from the PPMS-measured decay curves by using an alternate analytical approach. This correction is required because the latent heat liberated/absorbed at the transition results in temperature–decay curves that cannot be described by a single relaxation time constant. Lastly, we test the ability of the PPMS to measure the specific heat of Mg11B2, a superconductor of current interest to many research groups, that has an unusually strong field-dependent specific heat in the mixed state. At the critical temperature the discontinuity in the specific heat is nearly 15% lower than measurements made on the same sample using a semi-adiabatic calorimeter at Lawrence Berkeley National Laboratory.

Low temperature specific heat and thermal conductivity measurements on the ambient pressure heavy fermion superconductors CeIrIn5 and CeCoIn5 reveal power law temperature dependences of these quantities below T(c). The low temperature specific heat in both CeIrIn5 and CeCoIn5 includes T2 terms, consistent with the presence of nodes in the superconducting energy gap. The thermal conductivity data present a T-linear term consistent with the universal limit (CeIrIn5), and a low temperature T3 variation in the clean limit (CeCoIn5), also in accord with prediction for an unconventional superconductor with lines of nodes.

This article reviews experimental and theoretical work on Bose-Einstein condensation in quantum magnets. These magnets are natural realizations of gases of interacting bosons whose relevant parameters such as dimensionality, lattice geometry, amount of disorder, nature of the interactions, and particle concentration can vary widely between different compounds. The particle concentration can be easily tuned by applying an external magnetic field which plays the role of a chemical potential. This rich spectrum of realizations offers a unique possibility for studying the different physical behaviors that emerge in interacting Bose gases from the interplay between their relevant parameters. The plethora of other bosonic phases that can emerge in quantum magnets, of which the Bose-Einstein condensate is the most basic ground state, is reviewed. The compounds discussed in this review have been intensively studied in the last two decades and have led to important contributions in the area of quantum magnetism. In spite of their apparent simplicity, these systems often exhibit surprising behaviors. The possibility of using controlled theoretical approaches has triggered the discovery of unusual effects induced by frustration, dimensionality, or disorder.

High-quality epitaxial MgB2 thin films prepared by pulsed laser deposition with Tc = 39 K offer the opportunity to study the anisotropy and robustness of the superconducting state in magnetic fields. We measure the in-plane electrical resistivity of the films in magnetic fields to 60T and estimate the superconducting upper critical field Hc(0) = 24 +- 3 T for field oriented along the c-axis, and Hab(0) = 30 +- 2 T for field in the plane of the film. We find the zero-temperature coherence lengths xi_c(0) = 30 A and xi_ab(0) = 37 A to be shorter than the calculated electronic mean free path l = 100 +- 50 A, which places our films in the clean limit. The observation of such large upper critical fields from clean limit samples, coupled with the relatively small anisotropy, provides strong evidence of the viability of MgB2 as a technologically important superconductor.