Recently, we and others have proposed screening criteria for "defect-tolerant" photovoltaic (PV) absorbers, identifying several classes of semiconducting compounds with electronic structures similar to those of hybrid lead–halide perovskites. In this work, we reflect on the accuracy and prospects of these new design criteria through a combined experimental and theoretical approach. We construct a model to extract photoluminescence lifetimes of six of these candidate PV absorbers, including four (InI, SbSI, SbSeI, and BiOI) for which time-resolved photoluminescence has not been previously reported. The lifetimes of all six candidate materials exceed 1 ns, a threshold for promising early stage PV device performance. However, there are variations between these materials, and none achieve lifetimes as high as those of the hybrid lead–halide perovskites, suggesting that the heuristics for defect-tolerant semiconductors are incomplete. We explore this through first-principles point defect calculations and Shockley–Read–Hall recombination models to describe the variation between the measured materials. In light of these insights, we discuss the evolution of screening criteria for defect tolerance and high-performance PV materials.

Pressure is a unique thermodynamic variable to explore the phase competitions and novel phases inaccessible at ambient conditions. The resistive switching material GaTa4Se8 displays several quantum phases under pressure, such as a Jeff = 3/2 Mott insulator, a correlated quantum magnetic metal, and d-wave topological superconductivity, which has recently drawn considerable interest. Using high-pressure Raman spectroscopy, X-ray diffraction, extended X-ray absorption, transport measurements, and theoretical calculations, we reveal a complex phase diagram for GaTa4Se8 at pressures exceeding 50 GPa. In this previously unattained pressure regime, GaTa4Se8 ranges from a Mott insulator to a metallic phase and exhibits superconducting phases. In contrast to previous studies, we unveil a hidden correlation between the structural distortion and band gap prior to the insulator-to-metal transition, and the metallic phase shows superconductivity with structural and magnetic properties that are distinctive from the lower-pressure phase. These discoveries highlight that GaTa4Se8 is a unique material to probe novel quantum phases from a structural, metallicity, magnetism, and superconductivity perspective.

Molecular crystals of dicoronylene (C 48 H 20 ), a member of very large polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), exhibits strong red fluorescence under ambient conditions. This strong fluorescence induced by visible light excitation obscures entire Raman spectrum of dicoronylene. We employed in-situ high-pressure photoluminescence spectroscopy to observe a reversible piezochromic effect, in which the fluorescence exhibits a drastic red-shift with a rapid quenching of intensity. Above 4 GPa, under red-shifted and reduced fluorescence, hidden Raman modes were observed with 532 nm green laser up to 20 GPa. In this work, we show that the application of pressure can finely tune the fluorescence of dicoronylene, allowing the observation of the Raman spectrum with appropriate laser wavelength and we discovered that dicoronylene has a very high chemical stability among PAH molecules with multiple aromatic rings.

We report on a novel TaNbZrHfTi-based high entropy alloy (HEA) which demonstrates distinctive dual-phase superconductivity. The HEA was synthesized under high pressures and high temperatures starting from a ball milled mixture of elemental metals in a large-volume Paris–Edinburgh cell with P ≈ 6 GPa and T = 2300 K. The synthesized HEA is a phase mixture of BCC (NbTa)0.45(ZrHfTi)0.55 with Tc1 = 6 K and FCC (NbTa)0.04(ZrHfTi)0.96 with Tc2 = 3.75 K. The measured magnetic field parameters for the HEA are lower critical field, Hc1(0) = 31 mT, and a relatively high upper critical field, Hc2(0) = 4.92 T. This dual-phase system is further characterized by the presence of a second magnetization peak, or the fishtail effect, observed in the virgin magnetization curves. This phenomenon, which does not distort the field-dependent magnetization hysteresis loops, suggests intricate pinning mechanisms that could be potentially tuned for optimized performance. The manifestation of these unique features in HEA superconductivity reinforces phase-dependent superconductivity and opens new avenues in the exploration of novel superconducting materials.

We investigated the effects of increased boron content on the resistance to non-hydrostatic stress-induced (NHSI) local amorphous zones in boron-rich boron carbide (BxC) compounds. Using high pressure Raman spectroscopy, we subjected B4.3C, B6.4C, and B10.4C to pressures up to 50 GPa and monitored their responses. Our results show that higher boron content delays the onset of NHSI local amorphous zone formation, shifting it from 35 GPa in B4.3C to approximately 50 GPa in B10.4C. This enhanced resistance is attributed to a reduction in the formation of the B12(CCC) polytype, which is susceptible to amorphization, and the greater flexibility of B–B–B chains. Furthermore, alternative mechanisms, such as boron vacancy-driven C–C bond formation, provide additional insights into defect-mediated structural changes that may influence the amorphization process. These findings highlight the dual role of boron content and defect mechanisms in improving the structural stability of BxC materials under extreme environments.

Despite the simplicity of their cubic crystal lattice, rare-earth hexaborides display complex physical properties including a (long debated) onset of metallization via magnetic polaron formation at Tc1≈ 15 K preceding ferromagnetic ordering at Tc2≈ 12 K. In this work, we used applied pressure to tune the interplay between electronic structure and magnetism in EuB6. We probed the magnetism, valence, and structure of EuB6 under quasi-hydrostatic pressures up to 30 GPa using X-ray techniques. Our findings show evidence for collapse of ferromagnetism above 20 GPa following a monotonic increase of mean Eu valence. While X-ray diffraction measurements in the paramagnetic state at room temperature show that the lattice retains cubic symmetry, a measurable quadrupole interaction seen by time-domain synchrotron Mössbauer spectroscopy suggests a lowering of symmetry associated with magnetic ordering, becoming more prominent across the magnetic transition. The interplay between conduction band electron count and magnetism observed under applied pressure in EuB6 opens possibilities for fine-tuning metallization and magnetic properties of similar Eu-based semi-metal systems.