Röntgen- und Neutronenstreuung

Streumethoden können die erste Frage zum Verständnis eines Materials beantworten: Wie ordnen sich Atome und Ionen zu der regelmäßigen Struktur des Festkörpers an? Wo sind die Atome?

Streumethoden geben zusätzlich Information über die Anregungen der unterschiedlichen Freiheitsgrade. Was tun sie?

Materialien mit interessanten Eigenschaften oder Funktionen werden zunächst in poly- und einkristalliner Form synthetisiert und eingehend charakterisiert.  Der Schwerpunkt unserer Tätigkeiten liegt in unterschiedlichen Streutechniken, um die Kristallstruktur und die Anregungsspektren zu bestimmen. Generell unterscheidet man die Beugung (= Streuung ohne Energieübertrag) zur Bestimmung der chemischen oder magnetischen Struktur von der inelastischen Streuung zur Analyse der Anregungen.

Röntgenstrahlen bieten den wichtigen Vorteil, dass sie leicht und preisgünstig im Labor erzeugt werden können, dafür ist die Intensität und Brillianz begrenzt. Wenn die Eigenschaften der  Labor-Röntgen-Quellen nicht ausreichen, verwendet man Synchrotronstrahlung an einer der zahlreichen Anlagen in Deutschland und in Europa.

Neutronenstrahlung ist aufgrund der völlig unterschiedlichen Wechselwirkung komplementär zur Röntgenstrahlung hinsichtlich der Strukturanalyse. So erlauben Neutronen die Bestimmung der Atomposition von leichten Elementen wie zum Beispiel dem Sauerstoff,  auch wenn eine Verbindung zusätzlich schwere Elemente aufweist. Zusätzlich kann man mittels Neutronenbeugung auch magnetische Strukturen bestimmen, wobei die Analyse der Neutronenpolarisation sehr detaillierte Untersuchungen ermöglicht. Von besonderer Bedeutung ist die exzellente Eignung der Neutronen, um damit Anregungen im Energiebereich 0.001 – 200 meV  zu untersuchen. Nahezu die komplette Kenntnis über die Dispersion von Phononen oder Magnonen stammt aus der inelastischen Neutronenstreuung.

Neutronenstrahlung kann man nicht mit einem simplen Laborverfahren erhalten, sondern sie wird an Spallationsquellen oder in Forschungsreaktoren erzeugt. Der deutschen Forschergemeinschaft steht seit 2005 mit dem Forschungsreaktor München II eine der weltweit führenden Anlagen zur Verfügung. An dieser Neutronenquelle betreiben wir (zusammen mit der Gruppe von Prof. Böni) ein neues kaltes Dreiachsenspektrometer, das für die Anwendung der Polarisationsanalyse optimiert ist. Insbesondere verfügt es über eine weltweit einzigartige Dreifachkavität, die permanent im Primärstrahl integriert ist. Siehe: KOMPASS

Thematisch bietet der weite Bereich der Übergangsmetallverbindungen mit starken elektronischen Korrelationen eine Fülle von Aspekten, die nicht zuletzt wegen ihrer möglichen Anwendungen studiert werden sollten. Zunehmend untersuchen wir Verbindungen mit schwereren Elementen, in denen die Spin-Bahn-Kopplung stark ist und besondere Eigenschaften und Funktionalitäten hervorrufen kann.

Die in der Gruppe aktuell durchgeführten Arbeiten lassen sich grob in drei Bereiche aufgliedern:

1) Unter unkonventionellen Supraleitern versteht man Supraleiter, die nicht auf dem Standardmechanismus der Elektron-Phonon-Kopplung beruhen, und/oder die eine komplexere Symmetrie des supraleitenden Ordnungsparameters aufweisen. Supraleiter haben aufgrund der Möglichkeit, Energie verlustfrei zu transportieren, eine hohe technische Bedeutung im Bereich der Energiewirtschaft, und die unkonventionellen Symmetrien könnten im Bereich des Quantumcomputing Anwendungen finden. Wir studieren die Kristall- und magnetische Struktur in Eisen-basierten Supraleitern, in dem Schichtruthenat Sr₂RuO₄ sowie in den dotierten topologischen Isolatoren, z.B. Cu_xBi₂Se₃, in denen man eine nematische und topologische Supraleitung vermutet. Highlights der jüngsten Zeit sind die Beobachtung der stärksten magnetischen Resonanzmode in einem Eisen-basiertem Supraleiter und die vollständige Charakterisierung der magnetischen Fluktuationen in Sr₂RuO₄. Die Suche nach einer zu Kupraten oder Eisenbasierten Supraleitern äquivalenten Resonanzmode in Sr₂RuO₄ blieb leider bislang erfolglos, die Supraleitung erzeugt hier lediglich eine Verringerung der magnetischen Streuung bei sehr kleinen Energien entsprechend einem gap, siehe Jenni 2021.

Siehe: F. Wasser et al., Strong spin resonance mode associated with suppression of soft magnetic ordering in hole-doped Ba_1-xNa_xFe₂As₂, Nature Partner Journal Quantum Materials 4 (2019), 10.1038/s41535-019-0198-4. S. Kunkemöller et al., Absence of a Large Superconductivity-Induced Gap in Magnetic Fluctuations of Sr₂RuO₄, Phys. Rev. Lett. 118, 147002 (2017); P. Steffens et al., Spin Fluctuations in Sr₂RuO₄ from Polarized Neutron Scattering: Implications for Superconductivity, Phys. Rev. Lett. 122, 047004 (2019).

2) In Materialien mit starker Spin-Bahn-Kopplung untersuchen wir den Einfluss der relativistischen Spin-Bahn-Kopplung im Zusammenspiel mit starken elektronischen Korrelationen, zumeist in Verbindungen mit einem 4d (z.B. Ru) oder 5d (z.B. Ir) Übergangsmetallelement. Die hier untersuchten Ruthenate stehen in engem Zusammenhang mit dem Supraleiter Sr₂RuO₄. In Ca₂RuO₄, dem isolierenden Analogon, finden wir einen sehr starken Einfluss der Spin-Bahn-Wechselwirkung in den magnetischen Anregungen mit einer extrem ausgeprägten Richtungsabhängigkeit von magnetischen Wechselwirkungen. SrRuO₃ ist eine Perovskitverbindung mit dreidimensionalem Aufbau, die metallisch ist und unterhalb von 165 K eine ferromagnetische Ordnung zeigt. Die Span-Bahn-Kopplung führt auch in SrRuO₃ zu einer starken magnetischen Richtungsabhängigkeit, die es erlaubt, mit Anlegen eines magnetischen Feldes die Form einer makroskopischen Probe massiv zu ändern und die ursprüngliche Form durch Heizen über die Curie-Temperature wiederherzustellen, sogenannter shape-memory effect. In SrRuO₃ konnten wir zudem zeigen, dass sogenannte Weyl-Punkte, die durch das Zusammenspiel von magnetischen Austauschkopplung und Spin-Bahn-Wechselwirkung in der ferromagnetischen Phase entstehen, direkten Einfluss auf die magnetische Dynamik nehmen.

Siehe: S. Kunkemöller et al., Magnon dispersion in Ca₂Ru_1−xTi_xO₄: Impact of spin-orbit coupling and oxygen moments, Phys. Rev. B 95, 214408 (2017); K. Jenni et al., Interplay of electronic and spin degrees in ferromagnetic SrRuO₃: anomalous softening of magnon gap and stiffness, Phys. Rev. Lett. 123, 017202 (2019);  S. Kunkemöller et al., Magnetic shape-memory effect in SrRuO₃, Phys. Rev. B 96, 220406(R) (2017); ibid.,  Magnetization density distribution in the metallic ferromagnet SrRuO₃ determined by polarized neutron diffraction, Phys. Rev. B 100, 054413 (2019).

Die magnetischen Anregungen im itineranter Ferromagnet SrRuO₃ wurden in Kombination verschiedener Neutronenstreutechniken (mit und ohne Polarisierung, mit Dreiachsen- und mit Flugzeitspektrometern) detailiert untersucht, siehe Jenni 2023. Obwohl ein auf lokalen Momenten basierendes Heisenberg-Modell den unteren Energiebereich gut beschreiben kann, finden sich klare Abweichungen. Bei höheren Energien ist die Intensität stark unterdrückt und die Dispersion wird eher steiler, was zusammen mit der extremen Verbreiterung der Magnonmoden als Fingerabdrücke des itineranten Characters des Magnetismus in SrRuO₃ angesehen werden kann, siehe Jenni 2023.

3) In Multiferroika ist eine magnetische Ordnung eng mit einer ferroelektrischen Polarisation verknüpft, was gerade in Hinblick auf Anwendungen im Bereich Datenspeicherung interessant erscheint. Hier kann man prinzipiell mit einem elektrischen Feld magnetische Information schreiben und umgekehrt. Die starke magneto-elektrische Kopplung führt auch zu kollektiven Anregungen, die einen gemischten Charakter besitzen, sogenannte Elektromagnonen. Wir untersuchen hier die komplexen magnetischen Strukturen und deren Dynamik sowie die – bislang unbekannte – Struktur der ferroelektrischen Polarisation.  Ein Schwerpunkt liegt dabei auf Messungen, in denen wir die magnetische Ordnung sowie die gekoppelten Anregungen mit externen elektrischen Feldern manipulieren.

Siehe zB.: J. Stein et al., Control of Chiral Magnetism Through Electric Fields in Multiferroic Compounds above the Long-Range Multiferroic Transition, Phys. Rev. Lett. 119, 177201 (2017).

Diese Manipulation wird auch zeitaufgelöst untersucht. Das Schalten von ferromagnetischen Domänen nutzen wir im täglichen Leben und wurde äußerst intensiv untersucht. Das Schalten von antiferromagnetischen Domänen ist demgegenüber weitgehend unerforscht, da man schlicht kein treibendes Feld anlegen kann. Multiferroika eröffnen hier eine einzigartige Möglichkeit, da man hier die antiferromagnetischen Domänen mit einem elektrischen Feld, E, schalten kann. Auch das Schalten ferroelektrischer Domänen wurde bereits sehr intensiv untersucht aufgrund der immensen technologischen Bedeutung. Es zeigte sich jedoch kein einfaches Gesetz, da unterschiedliche Prozesse dazu beitragen, die alle unterschiedlich von Temperatur, T, und elektrischem Feld abhängen. Daher war es sehr überraschend, dass das Schalten von multiferroischen Domänen, das wir erstmalig mit polarisierten Neutronenexperimenten untersuchen konnten, eine sehr einfache kombinierte Temperatur- und Feldabhängigkeit zeigt. Eine Kombination von einem Arrhenius- und einem Merz-Gesetz beschreibt die multiferroische Relaxation als Funktion von E und T mit nur zwei Parameters über viele Dekaden, siehe Stein et al. 2021.

TbMnO₃ ist die Schlüsselsubstanz für Multiferroika vom Typ II, also Materialien, in denen die komplexe magnetische Ordnung direkt die ferroelektrische Ordnung impliziert. Es lag daher nahe, für dieses Material eine komplette Beschreibung der magnetischen Anregungen zu erreichen, wozu aufwändige Neutronenstreuexperimente mit unterschiedlichen Techniken teils mit Polarisationsanalyse durchgeführt wurden. Diese Arbeiten konnten in einem ausführlichen Artikel, siehe Holbein et al. 2023, abgeschlossen werden. Insbesondere konnten wir mit einem Flugzeitexperiment die komplette Magnonendispersion in der multiferroischen Phase bestimmen, was eine quantitative Simulierung ermöglichte. In der Literatur finden sich zahlreiche Vorschläge für den mikroskopischen Hamiltonian mit teilweiser hoher Komplexität. Wir können die zentralen Aspekte der Magnonendispersion jedoch mit einem recht einfachen Modell beschreiben. Insbesondere benötigt man keine Dzyaloshinski-Moriya Terme zur Beschreibung der Magnonendispersion. Diese Wechselwirkungen sind grundlegend für die Entstehung der ferroelektrischen Polarisierung, aber sie bleiben deutlich geringer als die frustrierten symmetrischen Wechselwirkungen. Entsprechend dem chiralen Charakter der magnetischen Ordnung in der multiferroischen Phase gibt es auch chirale magnetische Moden, also dynamische Chiralität, die man über die entsprechenden Terme in der polarisierten Neutronenstreuung direkt nachweisen kann. Es gibt hierbei Moden entgegengesetzter Chiralität in einem nahezu monodomänigen Probenkristall. Die Chiralität resultiiert direkt aus der magnetischen Frustration und wird mit unserem einfachen Modell perfekt beschrieben. Auch die Chiralität dieser speziellen Magnonenmoden kann durch ein externes elektrisches Feld invertiert werden, siehe Holbein et al. 2023.

Möglichkeiten für Studienarbeiten in einer dieser Themenstellungen bestehen kontinuierlich. Bei Interesse kontaktieren Sie uns bitte per e-mail: bradenph2.uni-koeln.de.

In einer typischen Bachelor-Arbeit untersuchen Sie eine bestimmte Materialeigenschaft einer ausgewählten Substanz (z.B. Gitterkonstanten oder elektrischer Widerstand) mit einer einfachen Technik (z.B. Pulver-Röntgenbeugung) als Funktion eines Parameters (z.B. Temperatur). In einer typischen Master-Arbeit präparieren Sie eigenständig Proben und betrachten Materialien von unterschiedlichen Seiten mit verschiedenen (und komplexeren) Techniken.

zwei aktuelle Themen  für eine Bachelor-Arbeit:

1. Strukturuntersuchung an verschiedenen Ruthenaten mit Pulver-Röntgen-Diffraktion

   Viele Ruthenate, deren magnetische Eigenschaften uns vordergründig interessieren, weisen strukturelle Phasenübergänge als Funktion der Temperatur auf. An einzelnen solcher Verbindungen sollen die Phasenübergänge mittels temperaturabhängiger Messungen der Gitterkonstanten durch Pulver-Röntgen-Diffraktion charaktersiert werden. Zum Beispiel beobachtet man in Ca_1-xSr_xRuO₃ eine Erniedrigung der Symmetrie von kubisch zu orthrhombisch, was mit einer Aufspaltung der kubischen - also einzigen - Gitterkonstante in a, b und c einhergeht.

2. Herstellung und grundlegende Charakterisierung von dotiertemSr₃Ru₂O₇ oder Ca₃Ru₂O₇

   Sr₃Ru₂O₇ ist metallisch und zeigt keine magnetische Ordnung im Nullfeld; erst bei Anlegen eines magnetischen Feldes beobachtet man einen metmagnetischen Phasenübergang zu einer quasiferromagnetischen Phase. Allerdings führen geringe chemische Substitutionen zu einer nicht-kommensurablen magnetischen Ordnung, deren physikalischer Ursprung unverfstanden bleibt. Hier sollen insbesondere Co und Fe Dotierungen untersucht werden. Es sind Pulverproben herzustellen und mit Diffraktions- und einfachen makroskopischen Messungen zu untersuchen.

Publikationen der Gruppe in 2023:

• S. Biesenkamp, K. Schmalzl, P. Becker, L. Bohaty, and M. Braden, Multiferroic domain relaxation in (NH₄)₂[FeCl₅(H₂O)], PHYSICAL REVIEW B 108, 10.1103/PhysRevB.108.094417 (2023).
• S. Holbein, P. Steffens, S. Biesenkamp, J. Ollivier, A. C. Komarek, M. Baum, and M. Braden, Spin-wave dispersion and magnon chirality in multiferroic TbMnO₃, PHYSICAL REVIEW B 108, 10.1103/PhysRevB.108.104404 (2023).
• K. Jenni, S. Kunkemoeller, A. Tewari, R. A. Ewings, Y. Sidis, A. Schneidewind, P. Steffens, A. A. Nugroho, and M. Braden, Magnon dispersion in ferromagnetic SrRuO₃, PHYSICAL REVIEW B 107, 10.1103/PhysRevB.107.174429 (2023). editors suggestion
• J. M. Wilkinson, S. J. Blundell, S. Biesenkamp, M. Braden, T. C. Hansen, K. Koteras, W. Grochala, P. Barone, J. Lorenzana, Z. Mazej, and G. Tavcar, Low-temperature magnetism of KAgF₃, PHYSICAL REVIEW B 107, 10.1103/PhysRevB.107.144422 (2023). editors suggestion

in 2022:

• A. Revelli, M. M. Sala, G. Monaco, M. Magnaterra, J. Attig, L. Peterlini, T. Dey, A. A. Tsirlin, P. Gegenwart, T. Froehlich, M. Braden, C. Grams, J. Hemberger, P. Becker, P. H. M. van Loosdrecht, D. I. Khomskii, J. van den Brink, M. Hermanns, and M. Grueninger, Quasimolecular electronic structure of the spin-liquid candidate Ba₃InIr₂O₉, PHYSICAL REVIEW B 106, 10.1103/PhysRevB.106.155107 (2022).
• I. Vergara, M. Magnaterra, P. Warzanowski, J. Attig, S. Kunkemoeller, D. Khomskii, I, M. Braden, M. Hermanns, and M. Grueninger, Spin-orbit coupling and crystal-field splitting in Ti-doped Ca₂RuO₄ studied by ellipsometry, PHYSICAL REVIEW B 106, 10.1103/PhysRevB.106.085103 (2022).
• K. Jenni, S. Kunkemoeller, W. Schmidt, P. Steffens, A. A. Nugroho, and M. Braden, Chirality of magnetic excitations in ferromagnetic SrRuO₃, PHYSICAL REVIEW B 105, 10.1103/PhysRevB.105.L180408 (2022). editors suggestion
• Y. Wang, H. F. Legg, T. Boemerich, J. Park, S. Biesenkamp, A. A. Taskin, M. Braden, A. Rosch, and Y. Ando, Gigantic magnetochiral anisotropy in the topological semimetal ZrTe₅, PHYSICAL REVIEW LETTERS 128, 10.1103/PhysRevLett.128.176602 (2022).
• P. Jorba, A. Regnat, A. Tong, M. Seifert, A. Bauer, M. Schulz, C. Franz, A. Schneidewind, S. Kunkemoeller, K. Jenni, M. Braden, A. Deyerling, M. A. Wilde, J. S. Schilling, and C. Pfleiderer, High-pressure studies of correlated electron systems, PHYSICA STATUS SOLIDI B-BASIC SOLID STATE PHYSICS 259, 10.1002/pssb.202100623 (2022).

in 2021:

• S. Biesenkamp, D. Gorkov, W. Schmidt, K. Schmalzl, Y. Sidis, P. Becker, L. Bohaty, and M. Braden, Chiral order and multiferroic domain relaxation in NaFeGe₂O₆, PHYSICAL REVIEW B 104, 10.1103/PhysRevB.104.174405 (2021). editors suggestion
• J. Stein, S. Biesenkamp, T. Cronert, T. Froehlich, J. Leist, K. Schmalzl, A. C. Komarek, and M. Braden, Combined Arrhenius-Merz Law Describing Domain Relaxation in Type-II Multiferroics, PHYSICAL REVIEW LETTERS 127, 10.1103/PhysRevLett.127.097601 (2021). selected as a scientific highlight for the annual report of the ILL.
• D. Breuning, T. Froehlich, D. Gorkov, I. Cisarova, Y. Skourski, L. Rossi, B. Bryant, S. Wiedmann, M. Meven, A. Ushakov, S. V. Streltsov, D. Khomskii, P. Becker, L. Bohaty, M. Braden, and T. Lorenz, Multiple field-induced phases in the frustrated triangular magnet Cs₃Fe₂Br₉, PHYSICAL REVIEW B 104, 10.1103/PhysRevB.104.064418 (2021).
• A. Ricci, N. Poccia, G. Campi, S. Mishra, L. Mueller, B. Joseph, B. Shi, A. Zozulya, M. Buchholz, C. Trabant, J. C. T. Lee, J. Viefhaus, J. B. Goedkoop, A. A. Nugroho, M. Braden, S. Roy, M. Sprung, and C. Schuessler-Langeheine, Measurement of Spin Dynamics in a Layered Nickelate Using X-Ray Photon Correlation Spectroscopy: Evidence for Intrinsic Destabilization of Incommensurate Stripes at Low Temperatures, PHYSICAL REVIEW LETTERS 127, 10.1103/PhysRevLett.127.057001 (2021).
• S. Biesenkamp, D. Gorkov, D. Bruening, A. Bertin, T. Froehlich, X. Fabreges, A. Gukasov, M. Meven, P. Becker, L. Bohaty, T. Lorenz, and M. Braden, Single-crystal investigations on the multiferroic material LiFe(WO₄)₂, PHYSICAL REVIEW B 103, 10.1103/PhysRevB.103.134412 (2021).
• K. Jenni, S. Kunkemoeller, P. Steffens, Y. Sidis, R. Bewley, Z. Q. Mao, Y. Maeno, and M. Braden, Neutron scattering studies on spin fluctuations in Sr₂RuO₄, PHYSICAL REVIEW B 103, 10.1103/PhysRevB.103.104511 (2021).
• R. Aeschlimann, M. N. Grisolia, G. Sanchez-Santolino, J. Varignon, F. Choueikani, R. Mattana, V. Garcia, S. Fusil, T. Frohlich, M. Braden, B. Delley, M. Varela, P. Ohresser, J. Santamaria, A. Barthelemy, C. Piamonteze, and M. Bibes, X-ray absorption and x-ray magnetic circular dichroism in bulk and thin films of ferrimagnetic GdTiO₃, PHYSICAL REVIEW MATERIALS 5, 10.1103/PhysRevMaterials.5.014407 (2021).

in 2020:

• S. Biesenkamp, N. Qureshi, Y. Sidis, P. Becker, L. Bohaty, and M. Braden, Structural dimerization in the commensurate magnetic phases of NaFe(WO₄)₂ and MnWO₄, PHYSICAL REVIEW B 102, 10.1103/PhysRevB.102.144429 (2020).
• D. Bruening, T. Froehlich, M. Langenbach, T. Leich, M. Meven, P. Becker, L. Bohaty, M. Grueninger, M. Braden, and T. Lorenz, Magnetoelectric coupling in the mixed erythrosiderite [(NH₄)_1−xK_x]₂[FeCl₅(H₂O)], PHYSICAL REVIEW B 102, 10.1103/PhysRevB.102.054413 (2020).
• K. Jenni, F. Wirth, K. Dietrich, L. Berger, Y. Sidis, S. Kunkemoeller, C. P. Grams, D. Khomskii, I, J. Hemberger, and M. Braden, Evidence for current-induced phase coexistence in Ca₂RuO₄ and its influence on magnetic order, PHYSICAL REVIEW MATERIALS 4, 10.1103/PhysRevMaterials.4.085001 (2020).
• T. Froehlich, Z. Wang, M. Bagchi, A. Stunault, Y. Ando, and M. Braden, Crystal structure and distortion of superconducting Cu_xBi₂Se₃, PHYSICAL REVIEW MATERIALS 4, 10.1103/PhysRevMaterials.4.054802 (2020).
• M. Porer, L. Rettig, E. M. Bothschafter, V. Esposito, R. B. Versteeg, P. H. M. van Loosdrecht, M. Savoini, J. Rittmann, M. Kubli, G. Lantz, O. J. Schumann, A. A. Nugroho, M. Braden, G. Ingold, S. L. Johnson, P. Beaud, and U. Staub, Correlations between electronic order and structural distortions and their ultrafast dynamics in the single-layer manganite Pr_0.5Ca_1.5MnO₄, PHYSICAL REVIEW B 101, 10.1103/PhysRevB.101.075119 (2020).

in 2019:

• Florian Wasser, Jitae T. Park, Saicharan Aswartham, Sabine Wurmehl, Yvan Sidis, Paul Steffens, Karin Schmalzl, Bernd Büchner, and Markus Braden, Strong spin resonance mode associated with suppression of soft magnetic ordering in hole-doped Ba_1-xNa_xFe₂As₂, NPJ QUANTUM MATERIALS 4 (2019), 10.1038/s41535-019-0198-4.  selected as a scientific highlight for the 2019 annual report of the Maier Leibnitz Zentrum (Garching).
• Gaetano Campi, Nicola Poccia, Boby Joseph, Antonio Bianconi, Shrawan Mishra, James Lee, Sujoy Roy, Agustinus Agung Nugroho, Marcel Buchholz, Markus Braden, Christoph Trabant, Alexey Zozulya, Leonard Mueller, Jens Viefhaus, Christian Schuessler-Langeheine, Michael Sprung, and Alessandro Ricci, Direct Visualization of Spatial Inhomogeneity of Spin Stripes Order in La_1.72Sr_0.28NiO₄, CONDENSED MATTER 4 (2019), 10.3390/condmat4030077.
• A. Revelli, C. C. Loo, D. Kiese, P. Becker, T. Froehlich, T. Lorenz, M. Moretti Sala, G. Monaco, F. L. Buessen, J. Attig, M. Hermanns, S. Streltsov, V, D. Khomskii, I, I. J. van den Brink, M. Braden, P. H. M. van Loosdrecht, S. Trebst, A. Paramekanti, and M. Grüninger, Spin-orbit entangled j=1/2 moments in Ba₂CeIrO₆: A frustrated fcc quantum magnet, PHYSICAL REVIEW B 100 (2019), 10.1103/PhysRevB.100.085139.
• S. Kunkemoeller, K. Jenni, D. Gorkov, A. Stunault, S. Streltsov, and M. Braden, Magnetization density distribution in the metallic ferromagnet SrRuO₃ determined by polarized neutron diffraction, PHYSICAL REVIEW B 100 (2019), 10.1103/PhysRevB.100.054413.
• K. Jenni, S. Kunkemoeller, D. Bruening, T. Lorenz, Y. Sidis, A. Schneidewind, A. A. Nugroho, A. Rosch, D. I. Khomskii, and M. Braden,  Interplay of Electronic and Spin Degrees in Ferromagnetic SrRuO₃: Anomalous Softening of the Magnon Gap and Stiffness, PHYSICAL REVIEW LETTERS 123 (2019), 10.1103/PhysRevLett.123.017202. selected as a scientific highlight for the 2019 annual report of the Laboratoire Léon Brillouin (Saclay).
• P. Steffens, Y. Sidis, J. Kulda, Z. Q. Mao, Y. Maeno, I. I. Mazin, and M. Braden, Spin Fluctuations in Sr2RuO4 from Polarized Neutron Scattering: Implications for Superconductivity, PHYSICAL REVIEW LETTERS 122 (2019), 10.1103/PhysRevLett.122.047004.
• A. Revelli, M. Moretti Sala, G. Monaco, P. Becker, L. Bohat_y, M. Hermanns, T. C. Koethe, T. Fröhlich, P. Warzanowski, T. Lorenz, S. V. Streltsov, P. H. M. van Loosdrecht, D. I. Khomskii, J. van den Brink, and M. Grüninger, Resonant inelastic x-ray incarnation of young's double-slit experiment, Science Advances 5 (2019), 10.1126/sciadv.aav4020.
• Johannes Engelmayer, Xiao Lin, Christoph P. Grams, Raphael German, Tobias Fröhlich, Joachim Hemberger, Kamran Behnia, and Thomas Lorenz, Charge transport in oxygen-defficient EuTiO3: The emerging picture of dilute metallicity in quantum-paraelectric perovskite oxides, Phys. Rev. Materials 3, 051401 (2019).
• Alessandro Ricci, Nicola Poccia, Gaetano Campi, Shrawan Mishra, Leonard Müller, Boby Joseph, Bo Shi, Alexey Zozulya, Marcel Buchholz, Christoph Trabant, James C. T. Lee, Jens Viefhaus, Jeroen B. Goedkoop, Agustinus Agung Nugroho, Markus Braden, Sujoy Roy, Michael Sprung, Christian Schüßler-Langeheine, Intrinsic spatial and temporal destabilization of incommensurate stripes at low temperatures,  arXiv:1912.07306.