The complete phase diagram of a ``colossal'' magnetoresistance material ( ${\mathrm{La}}_{1\ensuremath{-}x}{\mathrm{Ca}}_{x}{\mathrm{MnO}}_{3}$) was obtained for the first time through magnetization and resistivity measurements over a broad range of temperatures and concentrations. Near $x\phantom{\rule{0ex}{0ex}}=\phantom{\rule{0ex}{0ex}}0.50$, the ground state changes from a ferromagnetic (FM) conductor to an antiferromagnetic (AFM) insulator, leading to a strongly first order AFM transition with supercooling of $\ensuremath{\sim}30%$ ${T}_{N}$ at $x\phantom{\rule{0ex}{0ex}}=\phantom{\rule{0ex}{0ex}}0.50$. An unexpectedly large magnetoresistance is seen at low temperatures in the FM phase, and is largely attributed to unusual domain wall scattering.

The recent discovery of superconductivity in $(\mathrm{Ba},\mathrm{K}){\mathrm{Fe}}_{2}{\mathrm{As}}_{2}$, which crystallizes in the ${\mathrm{ThCr}}_{2}{\mathrm{Si}}_{2}$ (122) structure as compared with the LnFeAsO (Ln is lanthanide) systems that possess the ZrCuSiAs (1111) structure, demonstrates the exciting potential of the FeAs-based materials for high-${T}_{C}$ superconductivity. Here we report neutron diffraction studies that show a tetragonal-to-orthorhombic distortion associated with the onset of $\mathbf{q}=(101)$ antiferromagnetic order in ${\mathrm{BaFe}}_{2}{\mathrm{As}}_{2}$, with a saturation moment $0.87(3){\ensuremath{\mu}}_{B}$ per Fe that is orientated along the longer $a$ axis of the $ab$ planes. The simultaneous first-order structural and magnetic transition is in contrast with the separated transitions previously reported in the 1111-type materials. The orientational relation between magnetic alignment and lattice distortion supports a multiorbital nature for the magnetic order.

The new alpha-Fe(Te,Se) superconductors share the common iron building block and ferminology with the LaFeAsO and BaFe(2)As(2) families of superconductors. In contrast with the predicted commensurate spin-density-wave order at the nesting wave vector (pi, 0), a completely different magnetic order with a composition tunable propagation vector (deltapi, deltapi) was determined for the parent compound Fe_{1+y}Te in this powder and single-crystal neutron diffraction study. The new antiferromagnetic order survives as a short-range one even in the highest T_{C} sample. An alternative to the prevailing nesting Fermi surface mechanism is required to understand the latest family of ferrous superconductors.

The large-magnetoresistance compounds ${\mathrm{La}}_{1\ensuremath{-}x}{\mathrm{Ca}}_{x}{\mathrm{MnO}}_{3}$ have been studied using specific heat, sound velocity $(v)$, and electron diffraction. For $0.63\ensuremath{\le}x\ensuremath{\le}0.67$ charge ordering is observed at 260 K and accompanied by a dramatic $(>10%)$ increase in $v$. This simultaneous occurrence of electron and lattice ordering features implies extremely strong electron-phonon coupling, known to exist for the octahederally coordinated ${d}^{4}$ ion and originating in the Jahn-Teller effect. A dynamic manifestation of this Jahn-Teller coupling has been suggested by Millis et al. as the origin for colossal magnetoresistance.

The discovery of cuprate high TC superconductors has inspired the search for unconventional superconductors in magnetic materials. A successful recipe has been to suppress long-range order in a magnetic parent compound by doping or high pressure to drive the material towards a quantum critical point. We report an exception to this rule in the recently discovered potassium iron selenide. The superconducting composition is identified as the iron vacancy ordered K0.83(2)Fe1.64(1)Se2 with TC above 30 K. A novel large moment 3.31 μB/Fe antiferromagnetic order that conforms to the tetragonal crystal symmetry has an unprecedentedly high ordering temperature TN ≈ 559 K for a bulk superconductor. Staggeringly polarized electronic density of states is thus suspected, which would stimulate further investigation into superconductivity in a strong spin-exchange field under new circumstances.

FeSe-derived superconductors show some unique behaviors relative to iron-pnictide superconductors, which are very helpful to understand the mechanism of superconductivity in high-Tc iron-based superconductors. The low-energy electronic structure of the heavily electron-doped AxFe2Se2 (A=K, Rb, Cs) demonstrates that interband scattering or Fermi surface nesting is not a necessary ingredient for the unconventional superconductivity in iron-based superconductors. The superconducting transition temperature (Tc) in the one-unit-cell FeSe on SrTiO3 substrate can reach as high as ~65 K, largely transcending the bulk Tc of all known iron-based superconductors. However, in the case of AxFe2Se2, the inter-grown antiferromagnetic insulating phase makes it difficult to study the underlying physics. Superconductors of alkali metal ions and NH3 molecules or organic-molecules intercalated FeSe and single layer or thin film FeSe on SrTiO3 substrate are extremely air-sensitive, which prevents the further investigation of their physical properties. Therefore, it is urgent to find a stable and accessible FeSe-derived superconductor for physical property measurements so as to study the underlying mechanism of superconductivity. Here, we report the air-stable superconductor (Li0.8Fe0.2)OHFeSe with high temperature superconductivity at ~40 K synthesized by a novel hydrothermal method. The crystal structure is unambiguously determined by the combination of X-ray and neutron powder diffraction and nuclear magnetic resonance. It is also found that an antiferromagnetic order coexists with superconductivity in such new FeSe-derived superconductor. This novel synthetic route opens a new avenue for exploring other superconductors in the related systems. The combination of different structure characterization techniques helps to complementarily determine and understand the details of the complicated structures.

The relation between the spin-density wave (SDW) and superconducting order is a central topic in the current research on the FeAs-based high-TC superconductors. Conflicting results exist in the LaFeAs(O, F)-class of materials, for which whether the SDW and superconductivity are mutually exclusive or they can coexist has not been settled. Here we show that for the (Ba, K)Fe2As2 system, the SDW and superconductivity can coexist in an extended range of compositions. The availability of single crystalline samples and high value of the energy gaps would make the materials a model system to investigate the high-TC ferropnictide superconductivity.

Abstract Halide perovskites emerge as promising candidates for thermoelectrics due to their ultralow thermal conductivity. The conventional theory based on the phonon gas model, which treats thermal transport as particle‐like behavior, shows limitations to describe the unusual thermal transport property in some halide perovskites with strong anharmonicity. Here, the significance of phonon coherence effect on thermal transport of bismuth‐halide perovskite Cs 3 Bi 2 Br 9 is reported by inelastic neutron scattering and simulations including density functional theory and machine‐learning potential based molecular dynamics. This study shows that the restrictive low‐energy acoustic phonons lead to the limited particle‐like thermal conductivity, which seriously underestimates the lattice thermal conductivity of Cs 3 Bi 2 Br 9 . The significant contribution of wave‐like optical phonon modes, driven by the coherence effect, accounts for an additional ≈50% wave‐like thermal conductivity. Besides, the experimental weak temperature dependence of thermal conductivity along z direction ( κ ≈ T −0.35 ) is well reproduced by calculation ( κ ≈ T −0.37 ) when including phonon coherence. This work highlights the critical role of phonon coherence in Cs 3 Bi 2 Br 9 and enhances understanding on the unusual thermal transport properties in halide perovskites and other related materials with strong anharmonicity.