The magnetic structure of Li2CuO2: from ab initio calculations to macroscopic simulations
用从头计算方法研究了边共享铜酸盐化合物Li_2CuO_2的磁性结构。第一和第二近邻链内磁相互作用分别计算为-142 K和22 K。这两个参数之间的比值小于文献中先前提出的比值。链间的相互作用是反铁磁的性质和几个开尔文的顺序。蒙特卡罗模拟使用从头算参数来定义模型的哈密顿量，结果在Neel温度与实验相当好的协议。自旋布居分析将铜离子和氧离子上的磁矩定位在从实验得出的完全定域图像和基于局域密度计算的更离域图像之间的某个地方。
2002-05-30 cond-mat.mtrl-sci
Ab-initio study of disorder effects on the electronic and magnetic structures of Sr$_2$FeMoO$_6$
用{ \it ab-initio}能带结构方法研究了有序和无序Sr $_2$ FeMoO $_6$的电子结构.在超原胞计算中模拟了无序的影响，以实现具有错位无序的几种配置。研究发现，这种无序效应破坏了有序化合物的半金属铁磁态。这也导致无序配置中Fe位置处的磁矩的大幅减少。最有趣的是，它被发现的无序配置，Fe子晶格内的磁耦合以及内的Mo子晶格始终保持铁磁性，而两个子晶格耦合反铁磁性，在密切类似的有序化合物的磁结构，但在最近的建议相反。
2001-02-02 cond-mat.mtrl-sci
Towards exact predictions of spin-phonon relaxation times: an ab initio implementation of open quantum systems theory
自旋-声子耦合是有限温度下固态半导体中自旋弛豫和退相干的主要驱动力。控制这种相互作用是许多学科的核心问题，从磁共振到量子技术。自旋弛豫理论已经发展了近一个世纪，但通常采用声子及其与自旋耦合的唯象描述，导致不可预测的工具，阻碍了我们对自旋动力学的详细理解。在这里，我们结合四阶时间局域量子主方程与先进的电子结构方法和执行的自旋-声子弛豫时间的预测为一系列的固态配位化合物的基础上过渡金属和镧系Kramers离子。实验和模拟之间的协议表明，一个准确的，普遍的，完全从头实现自旋弛豫理论是可能的，从而铺平了道路，系统研究自旋声子弛豫在固态材料。
2021-12-16 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio study of mirages and magnetic interactions in quantum corrals
本文介绍了Cu（111）表面上Cu和Co的磁性吸附原子之间的交换相互作用、表面态电子的自旋极化以及量子幻影的从头计算的最新进展。我们发现磁性吸附原子引起的表面态电子的自旋极化可以被投射到一个遥远的位置，并且与开放的表面相比，在量子相干中可以被强烈地增强，我们的研究清楚地证明了量子相干可以允许在大的分离距离下定制磁性吸附原子之间的交换相互作用。Manoharan等人的实验装置中使用的Co围栏中空焦点处表面态电子的自旋极化，（Nature 403，512（2000））。
2005-02-21 cond-mat.mtrl-sci
Anharmonic Self-Energy of Phonons: Ab Initio Calculations and Neutron Spin Echo Measurements
我们计算了同位素纯锗在布里渊区X点处声子的非谐自能，并用自旋回波技术测量了它们的非谐自能。实部同意与前，不太准确，天然锗的非弹性中子散射获得的高温数据。对于虚部，我们的结果提供的证据表明，横向声学声子在X点是非常长的寿命在低温下，即其衰变的概率接近零，作为一个不寻常的衰变机制所允许的能量守恒的结果。
2002-12-10 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio investigation of the topological Hall effect caused by magnetic skyrmions in Pd/Fe/Ir(111)
本文基于第一性原理和KKR格林函数方法，研究了Pd/Fe/Ir(111)薄膜中磁性斯格明子引起的拓扑霍尔效应，并利用半经典玻尔兹曼输运方程探究了斯格明子尺寸与无序对拓扑霍尔角的影响。
2025-04-01 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio Study of Effect of Co Substitution on the Magnetic Properties of Ni and Pt-based Heusler Alloys
采用基于密度泛函理论的计算方法，深入研究了Co替代对Ni基和Pt基记忆合金磁性能的影响。我们显示了系统的总磁矩的变化，作为一个功能的Co掺杂。详细分析了海森堡交换耦合参数随Co掺杂的变化规律。发现RKKY型交换相互作用的强度随着Co掺杂的增加而衰减。
2016-12-22 cond-mat.mtrl-sci
Effect of interface on magnetic exchange coupling in Co/Ru/Co trilayer: from ab-initio simulations to micromagnetics
本文通过第一性原理和自旋动力学模拟推导界面耦合参数，实现Co/Ru/Co三层膜的微磁学连续介质模拟，揭示界面效应对磁交换耦合的关键作用。
2025-01-22 cond-mat.mtrl-sci
Hyperfine tensors of nitrogen-vacancy center in diamond from \emph{ab initio} calculations
利用\emph{ab initio}超原胞计算方法，计算并分析了金刚石中氮空位（N-V）中心基态和激发态的电荷和自旋密度分布。我们发现，超精细张量的$^{15}$ N核自旋是负的，强烈的各向异性的激发态，在以前的模型被广泛用于解释电子自旋共振测量。此外，我们还发现了由于激发而引起的自旋密度的显著重新分布，这对N-V中心的量子寄存器应用具有重要意义。
2009-05-08 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropy of the orbital methods and the magnetic dipole term $T_z$ in ${\rm CrO_2}$: An {\it ab-initio} studt
用密度泛函理论（\it ab-initio）对体相${\rm CrO_2}$中的轨道矩$<l_z>$和磁偶极子项$<T_z>$的各向异性进行了系统的研究.采用两种不同的能带结构方法（FLAPW和LMTO-ASA），电子关联分别用局域自旋密度近似（LSDA）、LSDA+轨道极化方法和LSDA+ $U$方法处理。计算的各向异性的$<l_z>$和$<T_z>$是非常大的相比，铁，镍和钴，但仍然是一个因素的5和2比从最近建议的X-射线磁圆二色性光谱的分析得到的各向异性小的厚层的${\rm CrO_2}$。
2003-12-18 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio study of magnetic anisotropy in cobalt doped zinc oxide with electron-filling
基于第一性原理计算，预测了Co掺杂ZnO（Co：ZnO）的磁各向异性能（MAE）与电子填充有关。结果表明，电荷中性的Co：ZnO呈现“易平面”磁性。当修改电子总数时，易磁化轴从面内旋转到面外。MAE的变化被认为是Co离子基态的变化，这是由于电子在Co d轨道上的重新定位和电子填充引起的.
2013-01-18 cond-mat.mtrl-sci
Spin-orbitronic materials with record spin-charge conversion from high-throughput ab initio calculations
自旋霍尔效应（SHE）是一种重要的自旋电子学现象，其允许在不使用磁性材料或磁场的情况下将充电电流转换为自旋电流，反之亦然。为了获得对SHE物理学的新见解并识别具有大量自旋霍尔电导率（SHC）的材料，我们对20，000多个非磁性晶体的本征SHC进行了高精度，高通量的从头计算电子结构计算。计算揭示了一个强大的和意想不到的关系的SHC的大小与晶体的对称性，我们表明存在，因为大的SHC通常与镜像对称保护的节线的能带结构。从新开发的数据库中，我们确定了新的有前途的材料。这包括11种材料，其SHC与迄今为止记录的Pt相当或甚至更大，以及具有不同类型的自旋电流的材料，这可以允许新型的自旋双向电子器件。
2020-04-08 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio calculation of the magnetic Gibbs free energy of materials using magnetically constrained supercells
我们提出了一个第一性原理的方法计算的磁吉布斯自由能的材料使用磁约束超原胞计算。我们的方法是基于绝热近似的缓慢变化的局部矩取向，所谓的有限温度无序的局部矩图片。它描述了磁相变和电子和/或磁结构机制如何产生一个不连续的（一阶）字符。我们证明了局部矩取向的统计力学可以通过包含非共线磁配置的超原胞计算来描述。我们的方法的适用性说明，首先研究铁磁状态的bcc铁。然后，我们研究了两个反钙钛矿系统Mn $_3$ AN（A = Ga，Ni）中三角形反铁磁态稳定的温度依赖性。我们的计算提供了这些材料的负体积膨胀，以及从头算起源的不连续性的相变，电子和/或磁结构，与实验符合得很好。
2022-02-23 cond-mat.mtrl-sci
Spin wave stiffness and exchange stiffness of doped permalloy via ab-initio calculation
采用KKR格林函数方法，通过从头计算研究了掺杂对坡莫合金（Py）自旋波刚度和交换刚度的影响.通过考虑不同性质的各种类型的掺杂剂（V、Gd和Pt），我们能够得出一般性的结论。为了描述刚度随掺杂的趋势，足以说明最近邻之间的交换耦合。杂质的极化率不是影响自旋波刚度的重要因素。相反，决定性的因素是杂质和主机状态之间的杂交所反映的布洛赫光谱函数的变化。我们的理论结果与以前的实验结果吻合得很好。
2019-06-06 cond-mat.mtrl-sci
Improvement of magnetic hardness at finite temperatures: ab initio disordered local moment approach for YCo$_5$
利用相对论无序局域矩方法，从第一性原理出发，计算了典型稀土磁体YCo $_5$的磁晶各向异性能和磁化强度随温度的变化关系.我们讨论了通过空穴掺杂来增强有限温度各向异性场的策略，为改善室温附近或更高温度下的双折射率铺平了道路。
2014-08-05 cond-mat.mtrl-sci
Ab-initio calculations of spin tunneling through an indirect barrier
本文采用完全相对论性的格林函数方法研究了自旋相关的GaAs/AlAs/GaAs异质结沿[100]方向的隧穿。该方法基于线性Muffin Tin轨道，并且在局域密度近似（LDA）中在密度泛函理论（DFT）内。我们发现我们的{ \it ab-initio}计算结果与我们以前的经验紧束缚模型[Phys. Rev. { \bf B}，075313（2006）]的预测吻合得很好。此外，我们显示的$k_{||}$依赖的自旋极化，我们以前没有包括在模型中。{ \it ab-initio}计算表明，由于带的非抛物线性，透射率和自旋极化具有很强的$k_{||}$依赖性。在$k_{||}$ = 0.03 $2π/a$时，发现8个AlAs单层势垒的自旋极化率为25- 50%的大窗口.我们的计算清楚地表明，具有显着的自旋极化的能量窗口的外观主要取决于传输共振和相应的零点的位置，而不是在势垒中的自旋分裂的大小。
2009-01-14 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio study of ferromagnetism induced by magnetic impurities in rutile TiO2
采用第一性原理密度泛函方法，研究了Mn、Fe、Co和Ni掺杂的金红石型TiO2在两种不同杂质浓度（25%和6.25%）下的磁性.假设磁性杂质替代Ti离子，使用全势线性增强平面波（FLAPW）方法进行计算。我们的研究结果表明，系统（与Ni掺杂的TiO 2除外）是铁磁性的。我们还发现极化主要发生在杂质位置，杂质的磁矩与杂质浓度无关。
2008-04-23 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio investigation of light-induced relativistic spin-flip effects in magneto-optics
用强飞秒激光脉冲激励金属铁磁体（如Ni）会在约300 fs内产生超快退磁。提出了飞秒磁光实验中测量到的超快退磁可能是相对论性光诱导过程的结果。我们进行了第一性原理研究相对论效应对镍的磁光响应的影响。为此，我们开发，第一，响应理论制定的额外出现的超相对论性条款的Foldy-Wouthuysen变换的狄拉克哈密顿量由于电磁场，第二，计算相对论性光诱导自旋翻转跃迁的磁光的影响。我们的相对论自旋翻转光激发的从头计算预测，这些可以给只有一个非常小的贡献（$\leq 0.1$ %）的激光诱导的磁化强度变化在Ni。
2015-04-30 cond-mat.mtrl-sci
Comparative study of tight-binding and ab initio electronic structure calculations focused on magnetic anisotropy in ordered CoPt alloy
采用一个包含磁性和自旋轨道耦合的经验多轨道紧束缚模型计算了CoPt L10结构的磁各向异性能。一个现实的Slater-Koster参数化单元素过渡金属适用于有序的二元合金。自旋磁矩和态密度的计算使用全势线性缀加平面波（LAPW）从头计算方法和我们的TB程序与不同的变量的原子间参数。该数据的详细相互比较允许确定复合TB参数的子集，其调整改善了TB和LAPW结果的一致性。MAE计算作为带填充的函数，使用改进的参数是广泛的协议与从头计算数据的所有价态和定量协议与从头计算和实验数据的自然带填充。我们的工作提供了一个实际的基础，进一步研究相对论磁输运各向异性通过本地格林函数形式主义，这是直接兼容我们的TB方法。
2013-01-23 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio calculation of spin fluctuation spectra using time dependent density functional perturbation theory, planewaves, and pseudopotentials
我们提出了一个基于平面波和赝势的自旋涨落的含时密度泛函微扰理论的实现。我们计算的动态自旋磁化率自洽通过求解含时Sternheimer方程，在绝热局域密度近似的交换和相关内核。我们证明了我们的实施，通过计算的自旋磁化率的代表性元素的过渡金属，即体心立方铁，面心立方镍和体心立方铬。计算的Fe和Ni的磁振子色散关系与前人的工作一致。计算的自旋磁化率的Cr表现出软顺磁不稳定性，表明Cr自旋凝聚在一个无公度的自旋密度波相的趋势，与实验一致。
2017-07-17 cond-mat.mtrl-sci
Electronic, magnetic and ferroelectric properties of rhombohedral AgFeO2: an ab initio study
在密度泛函理论的框架下，采用第一性原理计算方法，研究了三角晶格反铁磁体AgFeO_2的电子结构、磁性和铁电极化，并与同结构体系CuFeO_2进行了比较.计算结果表明，自旋轨道相互作用对AgFeO 2的磁性起着重要的作用，并可能是导致其与CuFeO 2不同的磁基态的原因.对AgFeO_2铁电极化的计算表明，自发极化是由自旋轨道耦合引起的自旋非共线排列引起的。我们的计算还表明，除了电子的贡献，晶格介导的贡献的极化AgFeO 2也很重要。
2017-12-30 cond-mat.mtrl-sci
\emph{Ab initio} calculation of spin-orbit coupling for NV center in diamond exhibiting dynamic Jahn-Teller effect
固体中的点缺陷可以实现固态量子比特。这些点缺陷中的自旋轨道耦合在决定量子比特操作条件的磁光性质中起着关键作用。然而，实验数据和方法不能直接产生这种非常重要的数据，特别是对于动态Jahn-Teller（DJT）效应抑制自旋-轨道相互作用的这种复杂系统。在这里，我们显示了一个示例性的量子位，氮空位（NV）中心的金刚石，\emph{ab initio}超晶胞密度泛函理论提供定量预测的自旋轨道耦合阻尼DJT。我们表明，DJT是负责在低温下的NV中心的多个系统间的交叉率。我们的研究结果为优化固态量子比特的量子信息处理和计量应用铺平了道路。
2017-08-11 cond-mat.mtrl-sci
Temperature dependent magnetic anisotropy in metallic magnets from an ab-initio electronic structure theory: L1_0-ordered FePt
基于有限温度金属磁性的第一性原理、相对论电子结构理论，研究了金属铁磁体的磁各向异性K随磁化强度M的变化。我们将这一理论应用于高磁各向异性材料，L1_0有序FePt，发现其单轴K值在所有M值下都与垂直于Fe/Pt分层的磁易轴一致，并且在很宽的M值范围内与M^2成正比。对于小的M，接近居里温度，计算挑选出磁序开始的易磁化轴。我们的结果与最近的实验测量这一重要的磁性材料。
2004-07-29 cond-mat.mtrl-sci
\textit{Ab initio} studies of influence of periodic-direction electric fields on spin lifetime and spin diffusion length and the validation of an \textit{ab initio} matrix-drift-diffusion model
Hefei University of Technology（合肥工业大学）
本文提出了一种从头计算矩阵漂移扩散模型，用于研究电场对自旋寿命和扩散长度的影响，并验证了该模型在不同材料中的有效性。
2026-01-21 cond-mat.mtrl-sci
Electric field control of magnons in magnetic thin films: ab initio predictions for 2D metallic heterostructures
我们探讨了在二维异质结构中，外加电场作用于电介质势垒，对磁振子进行控制的可能性。通过对真空中悬浮的Fe单层和沉积在Cu（001）上的Fe双层进行从头计算，我们证明了外加电场可以显著地改变磁振子寿命，并且这些变化与场诱导的层分辨Bloch谱函数的变化有关.对于具有更多磁振子色散分支的系统，高能和低能本征模之间的间隙随外场而变化。这些效应受到衬底的强烈影响。可以预期，磁振子谱对外部电场的敏感性会有相当大的变化，这取决于衬底和磁性层的厚度。
2022-02-09 cond-mat.mtrl-sci
Taming the resistive switching in Fe/MgO/V/Fe magnetic tunnel junctions: An ab initio study
提出了一种可能的机制，实验观察到的电阻开关在Fe/MgO/V/Fe结。在局域密度近似和赝势理论下的从头算总能量计算表明，通过使氧离子穿过MgO/V界面，可以获得亚稳态。有人认为，这种状态可以通过在界面上施加电场来达到。此外，基态和亚稳态表现出不同的电导。后者的结果进行了讨论，在费米能级的态密度的变化和界面处的电荷转移，由于氧离子的运动。
2014-07-17 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio construction of magnetic phase diagrams in alloys: The case of Fe$_{1-x}$Mn$_x$Pt
本文提出用第一性原理方法绘制金属合金的浓度-温度磁相图。该方法采用自洽的总能量计算的基础上的相干势近似的部分有序和非共线磁状态，并能够考虑竞争的相互作用和多个磁相。应用于Fe $_{1-x}$ Mn $_x$ Pt“磁性变色龙”体系，得到了T=0时的磁相序列和与实验符合较好的c-T磁相图，并预测在富Mn端有一个新的低温相。证明了非海森堡相互作用对磁相图描述的重要性。
2015-07-07 cond-mat.mtrl-sci
Fermi surfaces, spin-mixing parameter, and colossal anisotropy of spin relaxation in transition metals from ab initio theory
用\emph{ab initio}计算了几种金属元素的费米面和Elliott-Yafet自旋混合参数。我们首先关注作为自旋量子化轴方向的函数的EYP的各向异性[Phys.~修订版~ Lett. \textbf{109}，236603（2012）]。我们详细分析了巨大的各向异性的起源$5d$六方晶系金属相比，$5d$立方金属的能带结构计算和讨论我们的结果对施加磁场的稳定性。我们进一步提出了轻（4 $d$和3 $d$）六方晶系的计算，我们发现一个巨大的EYP各向异性的增加，达到巨大的值大$6000\%$在六方晶系钛。我们将这些发现归因于自旋-轨道耦合强度的降低，这促进了费米表面的各向异性自旋翻转热环。为了进行这些调查，我们开发了一个适应四面体为基础的方法精确计算费米面的复杂形状和精确的费米面积分内的全势相对论Korringa-Kohn-Rostoker格林函数方法。
2016-01-25 cond-mat.mtrl-sci
Atomic diffusion in alpha-iron across the Curie point: an effcient and transferable ab-initio-based modelling approach
由于铁合金中存在热磁激发和磁跃迁，因此准确预测铁合金中原子的扩散具有挑战性。我们提出了一种有效的方法来解决这些属性通过蒙特卡罗模拟，使用从头算为基础的有效的相互作用模型。成功地预测了α-铁中自扩散系数和Cu扩散系数的温度演化，特别是居里点附近的扩散加速，这需要对自旋进行量子处理。我们指出，在非常稀释的系统中扩散的化学效应的磁无序的主导地位。
2020-08-05 cond-mat.mtrl-sci
Efficient determination of the true magnetic structure in a high-throughput ab initio screening: the MDMC method
在给定的外部条件下找到真实的磁性结构对于描述磁性材料和预测其性质至关重要。这对于高通量筛选潜在的好磁体尤其重要，如果没有对磁结构的充分描述，可能会导致计算资源的巨大浪费。介绍了一种在标准第一性原理计算中准确有效地处理磁有序的方法。该方法适用于所有温度，是基于蒙特卡罗（MC）技术。在高温下，MC耦合到从头分子动力学，因此同时处理原子振动和磁有序。该方法考虑了在0 K下收敛到真实基态磁结构，高温下自旋和原子振动之间的耦合，以及非海森堡系统中的自旋-自旋相互作用，即它自然地超越了所有温度下通常的类对有效交换相互作用。我表明，该方法很好地再现了在低温和高温下的磁性结构，即使在相对较小的超晶胞，并提供了一个真正的从头计算的磁性系统在高通量研究的基础。在其一般配方的MDMC方法处理非共线磁性，但其共线版本可能更适合于快速高通量计算。本文中所述的MDMC方法的应用的例子是$α$ -Mn;体心立方Fe，其在低温下是铁磁性的，在高温下是顺磁性的;和MnB $_2$ W $_2$，一种具有非平凡磁性的新的磁性化合物。
2021-04-05 cond-mat.mtrl-sci
Ab Initio Theory of Phonon Magnetic Moment Induced by Electron-Phonon Coupling in Magnetic Materials
National Laboratory of Solid State Microstructures, School of Physics, Nanjing University（南京大学固体微结构物理学院）；Center for Quantum Transport and Thermal Energy Science, Institute of Physics Frontiers and Interdisciplinary Sciences, School of Physics and Technology, Nanjing Normal University（南京师范大学物理科学与技术学院前沿交叉科学研究院量子输运与热能科学中心）；Department of Physics, Tokyo Institute of Technology（东京工业大学物理学系）；Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Nanjing University（南京大学先进微结构协同创新中心）；Jiangsu Physical Science Research Center, Nanjing（江苏物理科学研究中心）
本文提出了一种从头计算理论，用于计算电子-声子耦合在磁性材料中诱导的声子磁矩，揭示了磁性材料中声子磁性性质的计算方法，并展示了其在磁性半金属中的应用。
2025-11-20 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic anisotropy in Cr$_2$GeC investigated by X-ray magnetic circular dichroism and \textit{ab initio} calculations
采用元素选择性、偏振和温度依赖性、软X射线吸收光谱和X射线磁性圆二色性研究了三元MAX相Cr $_{2}$ GeC的磁性。测量结果表明，沿$c$轴的六方结构的反铁磁Cr-Cr耦合调制的纳米层压$ab$ -基面的铁磁有序。弱铬磁矩在纳米层压平面中比沿垂直轴强一个数量级。理论上，一个小的但值得注意的，非自旋共线的分量解释了沿$c$轴的非完美自旋补偿的存在。如在这项工作中所示，这种自旋畸变产生的单位细胞内的整体剩余自旋力矩类似的亚铁磁体。由于不同的竞争磁相互作用，电子相关性和温度效应都需要考虑，以实现正确的理论描述的Cr $_{2}$ GeC的磁性能。
2020-01-17 cond-mat.mtrl-sci
Itinerant and local magnetic moments in ferrimagnetic Mn2CoGa thin films probed by x-ray magnetic linear dichroism: experiment and ab initio theory
采用直流磁控共溅射法在MgO（001）衬底上制备了半金属Xa化合物Mn 2CoGa（Hg 2CuTi原型）外延薄膜。获得了体磁化强度为1.95（5）μ B/晶胞的高质量薄膜。L3，2 X射线磁性圆二色光谱与基于密度泛函理论（DFT）的计算结果一致，并揭示了两个不等价Mn矩的反平行排列. X射线磁性线性二向色性，在良好的协议与理论，以及，允许区分巡回和本地Mn时刻。基于非共线自旋密度泛函理论，我们发现两个Mn矩中的一个具有局域性，而另一个Mn矩和Co矩是巡游的。
2011-09-21 cond-mat.mtrl-sci
Temperature-induced changes in the magnetism of Laves phase rare-earth--iron intermetallics by ab~initio calculations
Laves RFe 2化合物，其中R是稀土，表现出与其晶格几何形状和磁性之间的相互作用相关的技术相关性质。我们应用从头计算来探索RFe 2系统中Fe的磁性随温度的变化。我们发现YFe 2、GdFe 2、TbFe 2、DyFe 2和HoFe 2的轨道磁矩m_orb和自旋磁矩m_spin之间的比值随温度的升高而增大。这种增加是显着的，它应该是通过X射线磁性圆二色性实验观察。我们推测，m_orb/m_spin比值随温度的增加与磁矩波动的原子的同自旋通道态之间的杂化减少以及它们的类原子性质的增加有关.
2022-08-09 cond-mat.mtrl-sci
Trends in magnetism of free Rh clusters via relativistic ab-initio calculations
本文对13-135个原子的自由Rh团簇进行了完全相对论从头算研究，以确定其磁性的一般趋势，并检查在解释3d金属磁性方面被证明是有用的概念是否适用于4d系统的磁性。我们发现局域磁矩与配位数之间没有系统的关系。另一方面，斯通纳模型似乎很适合作为一个标准的磁性和作为一个指导的依赖本地磁矩的位置上解决的状态密度在费米能级。在某些位置发现了反平行于自旋磁矩的大轨道磁矩。原子内磁偶极子Tz项在某些位置可能相当大，但作为一个整体，它不太可能影响基于求和规则的X射线磁圆二色性实验的解释。
2016-03-17 cond-mat.mtrl-sci
Lattice Properties of PbX (X = S, Se, Te): Experimental Studies and ab initio Calculations Including Spin-Orbit Effects
在过去的五年中，简单半导体和绝缘体的低温热容重新受到人们的关注。特别令人感兴趣的是它依赖于同位素质量和从头计算中的自旋-轨道耦合效应。在这里，我们集中在铅硫属化物PbS，PbSe和PbTe。这些具有岩盐结构的材料具有阳离子和阴离子的不同天然同位素，这一事实允许对同位素效应进行系统的实验和理论研究，例如比热。此外，大的自旋轨道分裂的6p电子的Pb和Te的5 p允许，使用计算机代码，其中包括自旋轨道相互作用，调查这种相互作用的影响上的声子色散关系和温度依赖性的比热和晶格参数。结果表明，测量和计算之间的协议显着提高时，自旋轨道相互作用。
2008-08-22 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic interactions in intercalated transition metal dichalcogenides: a study based on ab initio model construction
本研究通过第一性原理计算和Liechtenstein方法构建经典自旋模型，系统分析了48种插层过渡金属二硫族化物的磁性相互作用，揭示了组成比例为1/3时的化学趋势，为预测未合成化合物的磁结构提供了指导原则。
2022-10-14 cond-mat.mtrl-sci
From the bulk to monatomic wires: An ab-initio study of magnetism in Co systems with various dimensionality
一个系统的从头算研究的框架内的本地自旋密度近似，包括自旋轨道耦合和轨道极化项的自旋和轨道的时刻和X射线磁性圆二色性（XMCD）光谱在六角钴，在铂支持和自由站立的钴单层，并在铂支持和自由站立的单原子钴线。当包括轨道极化项时，轨道矩随着维数的降低而急剧增加，并且L_2和L_3 XMCD信号之间的不对称性增加。结果表明，自旋和轨道力矩可以得到良好的精度从XMCD光谱通过求和规则。自旋<T_z>和规则的长期是令人惊讶的小的线，并讨论了其原因。
2002-07-23 cond-mat.mtrl-sci
{\it Ab initio} calculations of magnetic structure and lattice dynamics of Fe/Pt multilayers
采用密度泛函理论结合直接确定声子频率的方法研究了（001）取向Fe/Pt多层膜的磁化强度分布、层间耦合常数对其能量的表征以及晶格动力学。结果表明，连续Fe层间的铁磁有序性较好，界面处的磁矩较强。铁层之间的双线性和双二次耦合系数示出饱和快速增加的厚度的Pt层，分开它们。声子计算表明，部分铁声子态密度的铁单层的多层结构中的实际位置的依赖性相当强。
2010-05-29 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio study of the influence of adsorbed atoms on vacancy-induced magnetic moments in graphene sheets
我们提出了单原子空位在石墨烯的从头计算。与先前的工作一致，我们发现空位是最近实验观察到的磁性的原因，它产生了一个具有净自旋的中心。对于小的超晶胞，相对于完美的石墨烯结构，在超晶胞中存在强对称性破缺，并且这种对称性破缺对于较大的超晶胞要小得多。研究了H、O和N原子的吸附对裸单原子空位自旋中心的影响及其对样品感生磁性的影响。在这个系统中发现了丰富多样的机制产生的磁性。
2006-06-20 cond-mat.mtrl-sci
Experimental magnetic form factors in Co3V2O8: A combined study of ab initio calculations, magnetic Compton scattering and polarized neutron diffraction
我们提出了一个组合的从头计算，磁康普顿散射和极化中子实验，阐明未成对电子的密度分布在kagome楼梯系统Co 3V 2 O 8。用从头算波函数计算了实空间和动量空间中的自旋密度，计算结果与实验结果吻合较好。已经发现，自旋极化轨道平均分布在t2 g和eg能级之间的脊柱（s）的钴离子，而cross-tie（c）的钴离子的eg轨道仅代表30%的原子自旋密度。此外，结果表明，交叉连接的Co离子的磁矩，这是显着小于那些在零场铁磁结构中的脊柱Co离子，不饱和通过沿易磁化轴a施加2 T的外部磁场，但增加的体磁化起源于O和V网站上的感应磁矩。精确的单个磁矩为mu（Co_c）=1.54（4）mu_B，mu（Co_s）=2.87（3）mu_B，mu（V）=0.41（4）mu_B，mu（O 1）=0.05（5）mu_B，mu（O2）=0.35（5）mu_B，和mu（O3）=0.36（5）mu_B，组合成相同的宏观磁化强度值，其先前仅归因于Co离子。
2008-10-24 cond-mat.mtrl-sci
Half metallic state and magnetic properties versus the lattice constant in Ti\raisebox{-.2ex}{\scriptsize 2}CoSn Heusler compound: an ab initio study
采用密度泛函理论和Perdew Burke Ernzerhof广义梯度近似（GGA）研究了Ti \raisebox{-.2ex}{\scriptsize 2} CoSn全Heusler化合物的半金属性质.进行了结构优化，计算出的平衡晶格常数为6.340 A。化合物的自旋上带具有金属性质，自旋下带是半导体的，在平衡晶格常数下的间接带隙为0.598 eV。对于晶格参数，范围从6.193到6.884 A的化合物呈现100%的自旋极化和3 $μ_{B}$的总磁矩。
2013-09-25 cond-mat.mtrl-sci
Calculated Curie temperatures for rare-earth permanent magnets: ab initio inspection on localized magnetic moments in d-electron ferromagnetism
本文给出了稀土永磁体主相化合物居里温度的计算数据。我们采用从头计算电子结构的巡回铁磁性和有限温度磁性的有效自旋模型。居里温度的基础上得出的经典海森堡模型映射通过列支敦士登的公式为原子对明智的交换耦合。相对于R2 Fe 14 B的居里温度计算的稀土元素的物种的相对趋势与实验趋势一致。在文献中发现的计算和实验数据之间的定量比较点施加限制的有效范围内的有效自旋模型的有效范围的交换耦合。
2020-03-22 cond-mat.mtrl-sci
Relevance of $4f$-$3d$ exchange to finite-temperature magnetism of rare-earth permanent magnets: an ab-initio-based spin model approach for NdFe$_{12}$N
提出了稀土永磁化合物的经典自旋模型。我们的目标化合物NdFe $_{12}$ N是一种超越当今冠军磁体化合物Nd $_{2}$ Fe $_{14}$ B的材料，其固有磁性具有更简单的晶体结构。计算的磁化强度和各向异性场的温度依赖性与最新的实验结果在领先的顺序同意。在我们的数字控制下，我们提出，工程$5d$ -电子介导的间接交换耦合之间的$4f$ -电子在Nd和$3d$ -电子从Fe将最关键的帮助，以提高材料的效用在操作温度范围内。
2016-05-18 cond-mat.mtrl-sci
Langevin spin dynamics based on ab initio calculations: numerical schemes and applications
提出了一种基于求解随机Landau-Lifshitz-Gilbert方程的方法来研究小磁团簇的有限温度行为，其中有效磁场直接在动力学方程的求解过程中由第一性原理计算而不是依赖于有效自旋哈密顿量.不同的数值求解器的情况下，讨论了一维海森堡链与最近邻相互作用。我们对Au（001）表面上10个Co原子的单原子链进行了详细的研究。由于Dzyaloshinsky-Moriya相互作用，我们发现了自旋的螺旋状基态，而系统的有限温度磁行为可以用包含易轴各向异性的最近邻海森堡模型很好地描述.
2014-05-22 cond-mat.mtrl-sci
Ab-initio predictions of spin relaxation, dephasing and diffusion in solids
本文提出第一性原理实时密度矩阵方法模拟固态系统自旋动力学，成功预测并再现多种材料的自旋寿命，发现锗烯在自旋谷电子学应用中的优势，并提出新物理量自旋翻转角以解释谷间自旋翻转散射。
2023-07-30 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic properties of hematite revealed by an ab initio parameterized spin model
通过从头算计算赤铁矿石张量交换相互作用并参数化半经典海森堡自旋模型，结合原子级自旋动力学模拟，揭示了其磁相变机制及低温临界行为偏差源于量子涨落。
2023-01-30 cond-mat.mtrl-sci
An ab initio effective Hamiltonian for magnetism including longitudinal spin fluctuations
我们讨论了使用的磁力定理（MFT）使用不同的参考状态后，微扰的方法是基于。使用无序局域矩（DLM）状态，人们发现在3d磁体Fe、Co（fcc）、Mn、Cr中的平面自旋螺旋具有良好的居里（或Neel）温度和良好的能量学。另一方面，铁磁参考态为Fe，Co和Ni中的小$θ$自旋螺旋提供了极好的能量，并在磁容假设下扩展了磁振子能量。然而，平面自旋螺旋能量和转变温度为镍，铁，锰，铬显示较差的协议。这是因为，并为fcc公司的情况下，当两种方法都工作得很好进行了讨论。我们进一步提供了一个扩展的映射的量子问题，包括纵向波动，并讨论它们将在磁相变中发挥的作用。使用平面自旋螺旋测试这种力矩，其中${\bf q}$是固定的，但允许力矩释放。结果表明，从磁力定理的方法和直接计算的{ \it ab initio}值的结果非常一致。
2005-02-11 cond-mat.mtrl-sci
Neutron diffraction and ab initio studies on the fully compensated ferrimagnetic characteristics of Mn2V1-xCoxGa Heusler alloys
对Mn_2 V_（1-x）Co_xGa（x=0，0.25，0.5，0.75，1）Heusler合金进行了中子衍射和从头算研究。结合中子衍射和从头计算的分析揭示了晶体结构和磁性配置，不能确定从X射线衍射和磁性测量。如前所述，中子衍射数据的Rietveld精化证实了Mn 2 VGa的L21结构和Mn 2CoGa的Xa结构。x=0.25和0.5的合金具有Mn（C）-Co无序的L21结构。当Co浓度达到0.75时，观察到从无序的L21到无序的Xa的结构转变。详细的从头算研究也证实了这种结构转变。Mn_2（V_（1-x）Co_x）Ga中磁矩补偿的原因与先前报道的完全补偿亚铁磁体（MnCo）VGa不同。通过中子衍射和从头算研究，确定了Mn_2 V_（1-x）Co_xGa中存在无序的L_21结构和（Mn（A）-Mn（C））原子对的铁磁排列磁矩与（V-Co）原子对的反平行耦合.
2020-01-03 cond-mat.mtrl-sci
Methods of electron transport in ab initio theory of spin stiffness
我们提出了一个从头算理论的自旋波刚度张量的有序和无序巡游铁磁体与对交换相互作用的方法，从无穷小自旋旋转。由此产生的公式承担一个明确的形式的线性响应系数，其中涉及单粒子格林函数和有效的速度运营商在最近的电子输运理论遇到。应用这种方法的理想金属晶体产生更可靠的值的自旋刚度比传统的病态收敛的实空间晶格求和。形式主义也可以结合相干势近似的有效介质处理随机合金，这自然会导致列入无序诱导的顶点校正的自旋刚度。随机fcc Ni-Fe合金的自旋波刚度的计算浓度依赖性可以归因于合金磁化强度的倒数值的变化。随机富铁bcc Fe-Al合金的计算表明，它们的自旋波刚度强烈降低，由于原子的有序性，这种效果发生，由于弱耦合的本地磁矩的Fe原子周围的Fe近邻的数量减少。
2020-03-18 cond-mat.mtrl-sci
Interplay between breathing-mode distortions and magnetic order in rare-earth nickelates from $ab$ $initio$ magnetic models
我们使用密度泛函理论计算来探索钙钛矿稀土镍酸盐，$\mathcal{R}$ NiO $_3$的磁性，通过构建微观磁性模型，包含所有相关的交换相互作用，通过Wannierization和格林函数技术。这些模型阐明了反铁磁序形成的机制与实验观察到的传播矢量，并解释了为什么以前的DFT加哈伯德$U$计算有利于铁磁序。我们进行计算的磁矩和交换耦合参数的不同幅度的$R_1^+$呼吸模式失真，这导致在扩大和压缩NiO $_6$八面体。我们发现，磁矩消失的“短键”镍，即，压缩的八面体中的那些。自旋轨道耦合的引入表明磁各向异性很小，而短键镍原子的磁矩即使在非共线的情况下也趋于零。我们的研究结果提供了一个清晰的画面整个镍酸盐系列的磁序的趋势，并深入了解磁序和结构扭曲之间的耦合。
2021-03-15 cond-mat.mtrl-sci
Benchmark for Ab Initio Prediction of Magnetic Structures based on Cluster-Multipole Theory
磁结构的簇多极（CMP）展开提供了一种系统地生成候选磁结构的方案，所述候选磁结构具体包括适于给定材料的晶体对称性的非共线磁配置。与MAGNDATA上收集的实验数据的比较表明，自然界中最稳定的磁位形是只有少数几个CMP的线性组合。在自旋密度泛函理论（SDFT）的框架下，对所有候选磁性结构进行了高通量计算.我们用$2935$计算对CMP+SDFT的预测能力进行了基准测试，结果表明：（i）CMP扩展管理了候选磁结构的详尽列表，（ii）CMP+SDFT可以将可能的磁配置缩小到少数计算配置，（iii）SDFT以$\pm0.5\,μ_\text{B}$的精度再现了实验磁配置。对于一个子集，现场库仑排斥$U$的影响进行了研究，通过$1545$ CMP+SDFT+U计算揭示没有进一步改善的预测能力。
2021-02-18 cond-mat.mtrl-sci
Assessing different approaches to ab initio calculations of spin wave stiffness
在过去由不同的小组对元素Fe和Ni的自旋波刚度常数$D$进行的从头计算已经导致了具有50- 100%的相当大的范围的值。我们目前的结果的刚度常数$D$的Fe，Ni，和坡莫合金Fe $_{0.19}$ Ni $_{0.81}$，通过三种不同的方法获得：（i）通过寻找二次项系数的自旋波能量色散的功率扩展，（ii）通过阻尼实空间加权交换耦合常数的总和，和（iii）通过整合在倒易空间中的适当的表达式。所有的方法都是通过相同的Korringa-Kohn-Rostoker（KKR）格林函数形式主义。我们证明，如果适当收敛，所有程序产生可比的值，与5- 10%的不确定性剩余。通过仔细分析各种技术参数的影响，我们估计的误差幅度的刚度常数评估不同的方法和建议的程序，以尽量减少风险得到不正确的结果。
2020-02-28 cond-mat.mtrl-sci
Machine Learning-based estimation and explainable artificial intelligence-supported interpretation of the critical temperature from magnetic ab initio Heusler alloys data
本研究探讨了机器学习在预测磁性Heusler合金临界温度中的适用性，比较了回归与分类模型以替代高耗时的MC计算，并利用XAI方法提取物理关系以增强模型可解释性。
2023-11-26 cond-mat.mtrl-sci
