Quantum states of matter combining non-trivial topology and magnetism attract a lot of attention nowadays; the special focus is on magnetic topological insulators (MTIs) featuring quantum anomalous Hall and axion insulator phases. Feasibility of many novel phenomena that \emph{intrinsic} magnetic TIs may host depends crucially on our ability to engineer and efficiently tune their electronic and magnetic structures. Here, using angle- and spin-resolved photoemission spectroscopy along with \emph{ab initio} calculations we report on a large family of intrinsic magnetic TIs in the homologous series of the van der Waals compounds (MnBi$_2$Te$_4$)(Bi$_2$Te$_3$)$_m$ with $m=0, ..., 6$. Magnetic, electronic and, consequently, topological properties of these materials depend strongly on the $m$ value and are thus highly tunable. The antiferromagnetic (AFM) coupling between the neighboring Mn layers strongly weakens on moving from MnBi2Te4 (m=0) to MnBi4Te7 (m=1), changes to ferromagnetic (FM) one in MnBi6Te10 (m=2) and disappears with further increase in m. In this way, the AFM and FM TI states are respectively realized in the $m=0,1$ and $m=2$ cases, while for $m \ge 3$ a novel and hitherto-unknown topologically-nontrivial phase arises, in which below the corresponding critical temperature the magnetizations of the non-interacting 2D ferromagnets, formed by the \MBT\, building blocks, are disordered along the third direction. The variety of intrinsic magnetic TI phases in (MnBi$_2$Te$_4$)(Bi$_2$Te$_3$)$_m$ allows efficient engineering of functional van der Waals heterostructures for topological quantum computation, as well as antiferromagnetic and 2D spintronics.

Abstract Solution-processed perovskite solar cells (PSCs) have demonstrated a tremendous growth in power conversion efficiency (PCE). A high-quality, defect-free perovskite-based active layer is a key point to enhance PSC performance. Introduction of additives and interlayers have proved to be an effective tool to passivate surface defects, control crystal growth, and improve PSC stability. Antisolvent engineering has emerged recently as a new approach, which aims to adjust perovskite layer properties and enhance the PCE and stability of PSC devices. Here, we demonstrate that carbon dots (CDs) may serve as a prospective additive for antisolvent engineering. Nitrogen-rich amphiphilic CDs were synthesized from amines by a solvothermal method and used as an additive to chlorobenzene for a perovskite layer fabrication. The interaction between perovskite and functional groups in CDs promotes improved crystallization of an active perovskite layer and defects passivation, bringing higher PSCs efficiency, stability, and suppressed hysteresis. Under optimized CD concentration, the maximum PCE increased by 34% due to the improved short-circuit current and fill factor, and the device maintains 87% of its initial efficiency after 6 d of storage under ambient conditions.

This paper presents the results of a study on the characteristics of semiconductor sensors based on thin SnO2 films modified with antimony, dysprosium, and silver impurities and dispersed double Pt/Pd catalysts deposited on the surface to detect carbon monoxide (CO). An original technology was developed, and ceramic targets were made from powders of Sn-Sb-O, Sn–Sb-Dy–O, and Sn–Sb-Dy-Ag–O systems synthesized by the sol–gel method. Films of complex composition were obtained by RF magnetron sputtering of the corresponding targets, followed by technological annealing at various temperatures. The morphology of the films, the elemental and chemical composition, and the electrical and gas-sensitive properties were studied. Special attention was paid to the effect of the film composition on the stability of sensor parameters during long-term tests under the influence of CO. It was found that different combinations of concentrations of antimony, dysprosium, and silver had a significant effect on the size and distribution of nanocrystallites, the porosity, and the defects of films. The mechanisms of degradation under prolonged exposure to CO were examined. It was established that Pt/Pd/SnO2:0.5 at.% Sb film with optimal crystallite sizes and reduced porosity provided increased stability of carbon monoxide sensor parameters, and the response to the action of 100 ppm carbon monoxide was G1/G0 = 2–2.5.

Методами рентгеновской и ультрафиолетовой фотоэлектронной спектроскопии совместно с расчетами в рамках теории функционала плотности исследовано электронное строение комплекса [Cu(Salen)] и охарактеризовано химическое состояние его атомов. Установлено, что наличие комплексообразующего атома Cu приводит к перераспределению электронной плотности не только на атомах азота и кислорода, входящих в состав координационного центра CuO2N2, но и на атомах углерода саленового лиганда. Выявлено, что доминирующий вклад в высшую занятую молекулярную орбиталь вносят валентные орбитали атомов координационного центра CuN2O2, а атомные 3d-орбитали Cu распределены по молекулярным орбиталям в диапазонах энергии связи 2–4 и 6–11 эВ.

The new CsMxW2-xO6 (M= Sn, V and Mo, x=0-0.5) solid solutions with β-pyrochlore structure have been prepared by sol-gel synthesis. The chemical composition has been investigated by SEM with X-ray microanalysis and X-ray photoelectron spectroscopy. It was found that the W atom in structure has mixed valence state 5+ and 6+, Sn and Mo has only 4+ and 6+, respectively, and V possesses mix of 5+ and 3+ dependence on composition. Thus the crystal structure has been determined by X-ray diffraction analysis, and the CsMxW2-xO6 (M = Sn and Mo, x=0-0.5) compounds have the monotonous changing in unit cell parameter, whereas CsVxW2-xO6 (x=0-0.25) has complex dependence due to different V atom ratio. The electronic structure has been studied by UV-vis spectroscopy and XPS analysis and approximated by simple theoretical calculation based on atomic electronegativity. The photocatalytic activity has been investigated using reaction of methylene blue decomposition under visible and UV irradiation, and the possible degradation pathway was supposed by HR-LCMS analysis. The relation between electronic structure and photocatalytic activity has been discussed.