Ab initio study of magnetism at the TiO2/LaAlO3 interface
本文研究了在LaAlO $_3$上生长的未掺杂TiO_2薄膜中发现的意外磁性与TiO_2/LaAlO_3界面的电子结构和磁性结构之间的可能关系。我们专注于结构弛豫和界面氧空位所发挥的作用。LaAlO 3具有沿（001）方向的层状结构，具有交替的LaO和AlO 2平面，分别具有+1和-1的标称电荷。结果表明，在AlO_2表面层上会优先生长出具有层状结构的缺氧型TiO_2薄膜。因此，我们进行了从头计算的超晶格与TiO 2/Al O2界面与界面氧空位。我们的主要结果是，空位导致相邻的Ti原子的价态的变化，但不一定是一个磁性的解决方案，磁性的外观也取决于结构的细节，如第二邻居的位置。这些结果是使用LSDA和LSDA+U近似获得的。
2010-01-14 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio spin Hamiltonians and magnetism of Ce and Yb triangular-lattice compounds
École polytechnique, Institut Polytechnique de Paris（巴黎综合理工学院，巴黎理工学院）；Collège de France, Université PSL（法兰西公学院，巴黎文理研究大学）；Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems（马克斯·普朗克复杂系统物理研究所）
本文通过从头计算方法研究了Ce和Yb三角晶格化合物的自旋哈密顿量和磁性，揭示了量子自旋液体相稳定所需的反铁磁性NNN耦合及各向异性对相稳定性的影响。
2026-02-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
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
Crystal structure and magnetism in $α$-RuCl3: an ab-initio study
$α$ -RuCl $_3$最近被提出作为一个很好的操场上探索Kitaev物理的二维（2D）蜂窝晶格。然而，该化合物的结构澄清尚未完成，这对于理解该系统的物理性质至关重要。本文采用{ \it ab-initio}电子结构计算方法，研究了$α$ -RuCl $_3$的全三维（3D）结构，包括自旋轨道耦合（SOC）和电子关联的影响.主要结果如下：i）SOC抑制了Ru原子的二聚化，这存在于其他Ru化合物如同构Li $_2$ RuO $_3$中，使蜂窝更接近理想的。ii）$j_{\rm eff}$ =1/2赝自旋之间的最近邻Kitaev交换相互作用强烈地依赖于Ru-Ru距离和Cl位置，这源于边共享几何的性质。iii）不具有电子相关性的优化的3D结构具有独立于SOC的$P{\bar 3}1m$空间群对称性，但是包括电子相关性在0.1 meV/公式单位（f.u.）内将优化的3D结构改变为$C2/m$或$Cmc2_1$。能量差所报道的$P3_112$结构在能量上也是接近的。层间自旋交换耦合是面内自旋交换项的百分之几，证实$α$ $_3$接近于2D系统。我们进一步提出了如何通过拉伸应变来增加Kitaev项，这为在该体系中实现Kitaev自旋液相提供了新的思路。
2016-03-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ab initio Studies of the Possible Magnetism in BN Sheet by Non-magnetic Impurities and Vacancies
我们利用第一性原理计算研究了BN片中不同浓度的非磁性杂质和空位可能引起的磁性。Be、B、C、N、O、Al和Si的原子作为杂质用于替代系统中的B或N。我们讨论了态密度的变化以及缺陷态的空间分布的程度，可能形成的磁矩，磁化能的大小，最后由于这些缺陷的存在的交换能。结果表明，在大多数缺陷系统中，随着缺陷浓度的降低，磁化能趋于增加，这意味着有限磁矩的一定偏好。计算出的交换能一般是微小的，但并不是完全无关紧要的两个研究的缺陷系统，即一个与O杂质的N和其他与B空位。
2007-03-14 cond-mat.mtrl-sci
Magnetism in stoichiometric and off-stoichiometric MnO clusters: Insights from {\it ab initio} theory
利用密度泛函理论研究了MnO团簇的几何结构和磁性结构随组成的演化。通过势能面进行系统和广泛的搜索，以确定正确的基态和重要的异构体。我们发现，在这些MnO团簇的磁结构是复杂的，这已经解释了使用本征电子结构的集群，并分析了使用模型哈密顿参数从最大局域化的Wannier函数。计算的非化学计量MnO团簇的垂直位移能与最近的实验结果进行了比较。有趣的是，团簇的带电状态强烈影响团簇的几何形状和磁性结构，这与相应的中性对应物非常不同。在此基础上，利用哈伯德模型和混合交换关联泛函讨论了电子关联在描述简单Mn-二聚体和MnO团簇中的重要性.
2014-08-25 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
Ab initio study of magnetism in pristine and defective MnBi2Te4
Institute of Condensed Matter and Nanosciences (IMCN), Université catholique de Louvain (UCLouvain)（凝聚态与纳米科学研究所，天主教鲁汶大学）
利用从头计算方法系统研究了实验报道的各类缺陷对块体和单层MnBi2Te4磁性的影响，发现Mn空位和富Mn缺陷增强块体铁磁性，缺陷通过改变交换相互作用导致不同磁基态。
2026-06-09 cond-mat.mtrl-sci
Ab-initio spin dynamics applied to nanoparticles: canted magnetism of a finite Co chain along a Pt(111) surface step edge
为了寻找表面纳米结构的磁性基态，我们将第一性原理绝热自旋动力学推广到完全相对论电子散射的情况。我们的方法依赖于一个受约束的密度泛函理论，其中的自旋矩的方向的演变结果从一个半经典的Landau-Lifshitz方程。应用这种方法研究了沿Pt（111）表面台阶边放置的有限Co链的基态。就基态自旋取向而言，我们得到了与实验非常一致的结果。此外，我们观察到的原子分辨自旋和轨道矩的非共线性。根据磁力定理的计算，我们还演示了对称性的减少如何导致倾斜磁态的存在。
2004-03-25 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
Magnetism of small V clusters embedded in a Cu fcc matrix: an ab initio study
我们提出了广泛的第一性原理密度泛函理论（DFT）计算致力于分析嵌入在Cu fcc矩阵中的小V $_{n}$团簇（n= 1，2，3，4，5，6）的磁性和电子性质。我们考虑不同的集群结构，如：i）单个V杂质，ii）具有不同原子间距离和变化的局部原子环境的几种V $_{2}$二聚体，iii）V $_{3}$和iv）V $_{4}$簇，对于它们，我们假设紧凑以及2维和1维原子构型，最后，在v）V $_{5}$和vi）V $_{6}$结构的情况下，我们分别考虑正方形金字塔和正方形双金字塔以及线性阵列。在所有情况下，V原子作为替代杂质嵌入Cu网络中。在一般情况下，在自由站立的情况下，我们已经发现，V团簇往往形成紧凑的原子阵列内的库珀矩阵。我们计算的非自旋极化态密度在V网站显示了一个复杂的峰值结构周围的费米能级，强烈的变化作为一个函数的原子间距离和局部原子环境，一个结果，预期一个非平凡的磁性行为。事实上，我们的DFT计算揭示了，在我们的每个团簇系统中，存在不同的磁性溶液（铁磁，亚铁磁和反铁磁），它们之间的能量差非常小，这一结果可能导致复杂的有限温度磁性的存在。最后，我们比较我们的结果与最近的实验测量。
2010-01-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
An ab initio description of the family of Cr selenides: structure, magnetism and electronic structure from bulk to the single-layer limit
Aalto University（阿尔托大学）；Donostia International Physics Center (DIPC)（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）
本研究通过从头计算分析Cr硒化物族的结构、磁性和电子结构，揭示了从体材料到单层极限的物理性质演变。
2024-12-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
\textit{Ab initio} Studies of Magnetism and Topology in solid Pd-rich a-PdSi Alloys
1965年，Duwez \textit{et al.}报道了在15至23原子百分比（at.）范围内产生了钯-硅的非晶稳定相。1%）硅。这些开创性的努力导致了现在被称为块状金属玻璃（BMG）的固体材料的发展。在2019年，我们通过计算发现，大块非晶Pd变得具有磁性，多孔/非晶Pd也是如此。我们的研究结果使我们感到困惑，我们对富钯区的几个固体二元系进行了研究，特别是对玻璃态金属合金$a$ -$_{100-c}$的研究，对于$0 \leq c \leq 22$，（$c$在at.观察它们的拓扑结构、电子性质以及它们的磁性。在这里，我们表明，这种金属玻璃实际上是磁性的区域$0 \leq c < 15$。附带地，我们提出了$α$和$β$磁化曲线，表明观察到的净磁矩。我们还讨论了对分布函数的拓扑结构和前几个峰的位置，这与实验符合得很好。到目前为止，实验生产的BMG在尺寸上是有限的，但尽管有这个限制，最近的工业努力已经开发出一些有用的设备，可能会彻底改变技术。
2021-10-31 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio study of canted magnetism of finite atomic chains at surfaces
利用不同水平上的从头算方法，研究了金属表面沉积的（有限）原子线的磁性基态。基于对称性参数的唯象模型表明，铁磁线的磁化对准或者垂直于线，并且通常相对于表面垂直或平行于线倾斜。从第一原理的角度来看，这个简单的模型可以最好地与所谓的磁力定理计算，经常被用来探索大块和表面系统的磁各向异性能量。第二个理论方法，我们用来寻找倾斜磁基态的第一性原理绝热自旋动力学扩展到完全相对论电子散射的情况下。首先，对于两个相邻的Fe原子在Cu（111）表面上的情况，我们证明了表面对称性的降低确实会导致倾斜磁性。各向异性常数和因此的基态磁化方向对二聚体相对于表面的位置非常敏感。我们还计算了一个七原子的Co链放置在Pt（111）表面的台阶边缘。就基态自旋取向而言，我们得到了与实验非常一致的结果。此外，磁基态是轻微的非共线。
2004-07-28 cond-mat.mtrl-sci
Antiferromagnetic CuMnAs: Ab initio description of finite temperature magnetism and resistivity
反铁磁体（AFM）中的非共线磁矩导致电输运的复杂行为，甚至导致电阻率因温度升高而降低。正确处理这种现象是需要了解原子力显微镜系统在有限的温度，但这些影响的第一原理描述是复杂的。用从头算技术，我们研究了三种模型的自旋涨落（磁振子）影响AFM CuMnAs中的输运，该模型是数值上可行的，易于实施的其他研究。我们在数值上证明了一个完全相对论共线无序局部矩的方法，我们提出了它的无补偿推广。由磁振子、声子及其组合引起的电阻率饱和或降低（高于约100 Ω）。400 K）的电子结构的变化进行了观察和解释。在相干势近似下，我们的有限温度方法也可以应用到系统中的杂质，这被发现有一个很大的影响，不仅对剩余电阻率，但也对倾斜的磁矩从AFM铁磁（FM）状态。
2020-06-17 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Ab initio theory of the Gibbs free energy and a hierarchy of local moment correlation functions in itinerant electron systems: The magnetism of Mn$_3$A materials class
提出了磁性材料吉布斯自由能的\textit{ab-initio}无序局域矩理论。计算了两个中心对象：在顺磁状态下的直接局部矩-局部矩关联函数的晶格傅里叶变换和作为磁序函数的局部内部磁场。我们确定潜在的最稳定的磁相位从第一，它可以包括非共线和长周期的状态在复杂的多原子晶胞，并提取高阶相关的本地时刻从第二。我们建议，后者的实体产生的有效的多站点磁相互作用的图片取决于磁序的状态和程度，并讨论其与其他方法的关系。我们展示了如何磁相图的温度，磁场，和晶格结构，磁热和机械热效应，可以从这种方法。该理论准确地预测了过渡的顺序和量化的贡献，一阶和顺序顺序磁相变从纯电子源和磁致弹性效应。我们的案例研究是Mn $_3$ A类材料在其所有的立方，六方和四方结构中的明显受挫的磁性。该理论产生的磁相和转变温度与实验符合得很好。我们解释了立方Mn $_3$ Pt中的一阶三角形反铁磁共线反铁磁转变为磁体积驱动效应，以及A=Ir和Rh的情况。我们还构建了Mn $_3$ Pt的磁相图，并探讨了其作为压热材料的潜力。最后，我们为将来完全相对论研究Mn $_3$ A的磁性与温度的关系做了准备，包括Mn $_3$ Sn、Mn $_3$ Ga和Mn $_3$ Ge。
2019-04-26 cond-mat.mtrl-sci
Ab-initio study of different structures of CaC: Magnetism, Bonding, and Lattice Dynamics
在从头计算赝势的基础上，我们研究了CaC离子化合物在岩盐（RS）、B2、锌钛矿（ZB）、纤锌矿（WZ）、NiAs（NA）、反NiAs（NA*）和CrB（B33）结构中的结构、磁性、动力学和力学性质.有人认为，ZB，WZ，NA和RS结构是更离子化的，而NA*，B2和B33结构是更共价的系统。因此，在能量上优选的体系是B33-CaC，而更离子化的结构优选具有高费米能级自旋极化的铁磁基态。在多离子体系中观察到的铁磁性归因于体系中碳原子尖锐的部分填充$p$态。在密度泛函微扰理论的框架下，计算了这些系统的声子谱，并从碳原子间的共价键解释了所观察到的NA* 和B2结构的动力学不稳定性。计算的亥姆霍兹和焓自由能表明在宽的温度和压力范围内的B33结构的最高稳定性。在这些铁磁结构中，RS-CaC和ZB-CaC分别被报道为在各种热力学条件下最具亚稳性和最不具亚稳性的体系。由声子谱确定了CaC动态稳定结构的若干力学性质。
2018-12-30 cond-mat.mtrl-sci
$d^0$ half-metallic ferromagnetism in CaN and CaAs pnictides: An ab initio study
常规的磁性发生在含有过渡金属或稀土离子并具有部分填充的$d$或$f$壳的系统中。理论上预测，IA和IIA族与IV和V的化合物在某些结构相中是铁磁半金属，这使它们成为自旋电子学应用的新候选者。利用密度泛函理论研究了二元化合物CaN和CaAs的磁性.关于类似磁性材料的结构和CaAs合成的实验结果，我们考虑了两种立方结构：岩盐（RS）和锌（ZB），和四种六方结构：NiAs，纤锌矿（WZ），反NiAs和NaO。计算结果表明，立方相、NiAs和纤锌矿结构的CaN以及仅为锌钛矿相的CaAs具有铁磁基态，磁矩为$1μ_B$ .电子结构分析表明，磁性来源于负离子$p$态。在磁性结构的费米能级上存在平坦的$p$带和高的态密度，引起了Stoner自旋分裂和自发铁磁性。
2017-03-25 cond-mat.mtrl-sci
Orbital-quenching-induced magnetism in Ba_2NaOsO_6
观察到具有七价Os的双钙钛矿\bnoo（$d^1$）保持在理想的立方结构（{ \it，即}）。无轨道有序），尽管$t_{2g}$轨道被单占据，甚至在低于6.8 K的铁磁有序相中。基于{ \it从头算}色散的分析表明，由于自旋和轨道补偿，磁性OsO $_6$团簇接近无矩条件，其中{\it从头算}色散用基于Os $t_{2g}$的Wannier函数图、自旋轨道耦合、Hund耦合和强库仑排斥表示。淬灭（杂交）然后驱动小瞬间的出现。这种补偿，前所未有的过渡金属，出现在一个统一的图片，占所观察到的莫特绝缘行为。
2007-09-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ising magnetism and ferroelectricity in Ca$_3$CoMnO$_6$
本文用$ab$ $initio$电子结构计算和X射线吸收光谱研究了Ca $_3$ CoMnO $_6$的伊辛链磁性和铁电性的起源。我们发现Ca $_3$ CoMnO $_6$在自旋链中具有交替的三角棱柱Co $^{2+}$和八面体Mn $^{4+}$位置。Co $^{2+}$和Mn $^{4+}$都处于高自旋态。此外，Co $^{2+}$具有1.7 $μ_B$的巨大轨道矩，这是造成显著伊辛磁性的原因。中心对称的晶体结构，迄今为止已知的计算是不稳定的交换收缩在实验观察到的$\uparrow\uparrow\downarrow\downarrow$反铁磁结构的伊辛链。计算的Co-Mn距离的不等价性解释了铁电性。
2008-12-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dzyaloshinskii-Moriya interaction and chiral magnetism in 3$d$-5$d$ zig-zag chains: Tight-binding model and ab initio calculations
采用基于密度泛函理论的第一性原理计算，研究了平面3 $d$ -5 $d$双原子金属链（3 $d$：Fe，Co; 5 $d$：Ir，Pt，Au）中的手征磁序.我们发现，反对称交换相互作用，通常称为Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interaction，简称Dzyaloshinskii-Moriya interaction），对磁结构的能量学有显著贡献。采用全势线性缀加平面波方法，对均匀自旋螺旋进行了自洽计算，在一级微扰理论的基础上，考虑了自旋-轨道相互作用（SOI）的影响，计算了自旋螺旋的量子效率.为了深入了解我们的从头计算的结果，我们开发了一个最小的紧束缚模型的三个原子和4轨道，包含所有的基本特征：自旋倾斜之间的磁性$3d$原子，自旋轨道相互作用在$5d$原子，和结构反转的不对称性由三角形几何便利。我们发现，自旋倾斜可以导致自旋-轨道活性本征态，由于在$5d$原子的自旋-轨道相互作用的能量分裂。结果表明，杂化的符号和强度、磁性和非磁性位置的$d$ -轨道之间的成键或反键性质、不同自旋投影的占据态和未占据态之间的带宽和能量差决定了杂化的符号和强度.在三聚体模型中观察到的关键特征也可以在第一原理结果中找到。
2014-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hund's rule Magnetism in C60 ions?
我们研究了C60（n+-）分子离子中Hund规则磁性的发生，通过计算所有电荷态n从-3到+5的基态自旋。两个相互竞争的相互作用，电子振动（e-v，包括Jahn Teller，有利于低自旋）和电子-电子（e-e，包括Hund规则交换，有利于高自旋），占基于先前计算的从头算耦合参数。将离子坐标视为经典的，我们首先计算并分类所有n的静态Jahn-Teller扭曲态，包括e-v和e-e效应。然后，我们校正绝热的结果，包括零点能量降低与软化的振动在绝热Jahn-Teller极小。我们的总体结果是，虽然在以前的调查，低自旋状态占主导地位的负离子，洪德规则高自旋占主导地位的所有积极的C60（n+）离子。这也表明，亨德规则磁性可能出现在富勒烯阳离子为基础的固态化合物，特别是那些涉及C60（2+）。
2003-07-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Onset of Magnetic Order in Strongly-Correlated Systems from ab initio Electronic Structure Calculations: Application to Transition Metal Oxides
本文描述了强关联电子系统有限温度磁性的从头算理论。该方法基于自旋密度泛函理论，采用自相互作用修正的局域自旋密度近似（SIC-LSDA）。在KKR多重散射方法中，自相互作用校正在局部实现。热致磁波动处理使用平均场的“无序局部矩”（DLM）的方法，并在任何阶段是有一个有效的海森堡模型拟合。我们将该理论应用于3D过渡金属氧化物，在那里我们的计算再现了实验的有序趋势，以及在有序温度的定性趋势。我们发现在顺磁状态下，几乎不随磁序的开始而改变的大的绝缘间隙。
2008-05-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetism and electronic properties of BiFeO3 under lower pressure
从头计算结果表明，反铁磁-铁磁相变约9-10 GPa和磁异常在12 GPa的BiFeO 3。磁性相变还涉及结构和绝缘体-金属转变。在压力下的G型AFM配置导致的y分量的增加和减少的z分量的磁化，这是由于分裂的dz 2轨道从双简并eg状态。我们的结果与最近的实验结果一致。
2012-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Interplay between magnetism and band topology in Kagome magnets $R$Mn$_6$Sn$_6$
本文通过ab initio计算研究Kagome磁体$R$Mn$_6$Sn$_6$中磁性与拓扑的相互影响，发现稀土磁各向异性源于高阶晶体场参数，且最显著的二维拓扑能带特征远离Fermi能级，无法解释观测到的反常霍尔效应。
2023-08-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interplay between localized and itinerant magnetism in Co substituted FeGa$_3$
采用电阻率、磁化强度、从头算能带结构计算和$^{69,71}$ Ga核自旋-晶格弛豫$1/T_1$等方法，研究了Co替代Fe后固溶体Fe $_{1-x}$ Co $_x$ Ga $_3$的电子结构和磁性的演变.电阻率的温度依赖性表明，在Fe $_{1-x}$ Co $_x$ Ga $_3$系统从半导体到金属态的演变发生在$0.025<x<0.075$。在$2\!-\!300$ K的宽温度范围内，研究了浓度为$x = 0.0,$、$0.5,$和$1.0$的$^{69,71}(1/T_1)$与温度的函数关系。在母体半导体化合物FeGa $_3$中，$^{69}(1/T_1)$的温度依赖性在约$T\!\sim\!6$ K处表现出巨大的最大值，表明存在带隙态。相反的二元化合物CoGa $_3$与$1/T_1$ $\propto T$表现出金属Korringa行为。在Fe $_{0.5}$ Co $_{0.5}$ Ga $_3$中，由于自旋涨落，弛豫强烈增强，并且遵循$1/T_1\propto T^{1/2}$，这是弱和近反铁磁金属的独特特征。这种巡回反铁磁行为与两种磁化测量形成对比，显示出具有约0.7 $μ_B$ /f.u.的相对低的有效矩的局部磁性，和从头算能带结构计算，其中有序矩为0.5 $μ_B$ /f. u的铁磁态进行了预测讨论了局域磁化和巡游磁化（包括带隙态和自旋涨落）之间的相互…
2013-11-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic Structures, Magnetism, and Phonon Spectra in the Metallic Cubic Perovskite BaOsO3
利用从头计算，我们研究了立方钙钛矿BaOsO 3和一些最近合成的具有金属d^4构型的相关化合物。BaOsO 3具有明显的三维费米性，其非磁性是由大的自旋-轨道耦合（SOC）引起的，SOC正好等于$t_{2g}$流形的交换分裂~0.4 eV.然而，包含的原位库仑排斥小到$U^c$ ~1.2 eV，只有$t_{2g}$带宽的1/3，导致出现自旋有序矩，表明该系统是在磁性的边缘。与BaOsO 3相比，正交晶系CaOsO 3的基态是磁有序态，这是由于结构畸变导致的SOC强度降低（约为BaOsO 3的一半），尽管磁化能只有几十meV.此外，在立方BaOsO 3和BaRuO 3中，我们的全声子计算显示了几个不稳定的模式，需要进一步的研究。
2014-07-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetism in systems with various dimensionality: A comparison between Fe and Co
一个系统的从头算研究进行的自旋和轨道的时刻和有效性的总和规则的X射线磁性圆二色性的Fe系统与不同的维度（散装，Pt支撑的单层和单原子线，独立的单层和单原子线）。定性地，结果是类似的那些为各自的Co系统，与主要的区别是，对于单原子Fe线<Tz>的自旋总和规则中的术语是远远大于为Co线。讨论了在Pt衬底上产生的自旋和轨道磁矩。
2003-04-17 cond-mat.mtrl-sci
Magnetism in BN nanotubes induced by Carbon Substitution
我们进行了从头计算的原始和碳掺杂的（5，5）和（9，0）BN纳米管。结果表明，碳取代BN纳米管中的硼或氮可以诱导自发磁化。基于局域自旋密度近似的密度泛函理论对电子能带结构的计算表明，在费米能级附近存在一个自旋极化的无色散带.与其他轻元素或无金属磁性材料的理论模型相比，碳掺杂BN纳米管的磁性更易于实验验证，具有潜在的应用价值。
2005-01-06 cond-mat.mtrl-sci
Magnetism in AV3Sb5 (A = Cs, Rb, K): Complex Landscape of the Dynamical Magnetic Textures
本研究结合从头计算与原子级自旋动力学模拟，发现V基kagome辉锑矿除铁磁序外还存在复杂自旋螺旋磁纹理，或可解释C6旋转及时间反演对称性破缺。
2023-11-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic properties and magnetism of iron at the Earth's inner core conditions
我们采用国家的最先进的从头计算模拟的动力学平均场论研究铁的三种可能的阶段（六角密堆积，六角密堆积，面心立方，面心立方，体心立方，体心立方）在地球的核心条件。我们表明，由于相关性的电子自由能的校正可以是显着的相的相对稳定性。在体心立方铁中观察到最强的效应，其显示出非费米液体行为，并且其中均匀可磁化性的Curie-Weiss行为暗示在5800 K和300 GPa下仍然存在局部磁矩。我们预测，所有三个结构有足够高的磁化率，以稳定地球发电机。
2013-01-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetism and half-metallicity at the O surfaces of ceramic oxides
通过密度泛函理论的\textit{ab-initio}计算，证明了ZrOPDMATHABMM、AlPDMATHABMM、OPDMATHABMN和MgO表面存在自旋极化.大自旋力矩，高达1.56 $μ_B$，发展在O端极性终端，将非磁性绝缘体转化为半金属。磁矩主要存在于表面氧原子中，它们的来源与在离子氧化物的价带处具有明确自旋极化的$2p$空穴的存在有关。磁化和施主电荷的局部损失之间的直接关系使得有可能将磁化机制扩展到表面性质之外。
2005-09-22 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
Magnetism, spin texture and in-gap states: Atomic specialization at the surface of oxygen-deficient SrTiO$_3$
基于最近对SrTiO $_3$（001）面附近存在氧空位的二维电子态的自旋和角度分辨光电能谱（SARPES）测量，我们利用从头算密度泛函理论（DFT）方法研究了它们的自旋结构.相对论性DFT计算显示了Rashba式自旋缠绕，分裂为几个meV，当包含Ti离子的表面磁性时，带在$Γ$点变为自旋分裂，能量差约为100 meV，与SARPES结果一致。虽然磁性倾向于抑制相对论Rashba相互作用的影响，但它的签名仍然在复杂的自旋纹理方面清晰可见。此外，我们还观察到一种原子特化现象，即两种类型的电子贡献：一种是来自邻近氧空位的Ti原子，它们获得了相当大的磁矩，主要产生隙内态;另一部分来自离氧空位较远的Ti原子的部分极化t $_{2g}$巡游电子，它们形成了二维电子系统，并负责Rashba自旋缠绕和费米面处的自旋分裂。
2016-04-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
First-principles approach to Non-Collinear Magnetism: towards Spin-dynamics
本文在自旋密度泛函理论的框架下，对非共线磁性进行了描述，给出了明确依赖于两分量旋量轨道的交换能泛函.在优化有效势（OEP）框架内推导出有效Kohn-Sham标势和磁场的方程。与磁阻Cr单层的例子，它示出，所得到的磁化强度密度表现出更多的非共线结构比标准计算。此外，非共线OEP方法的时间依赖性推广非常适合自旋动力学的从头计算描述。我们还表明，固体Fe，Co和Ni的磁矩很好地再现。
2007-03-28 cond-mat.mtrl-sci
One-dimensional magnetism in synthetic Pauflerite, $β$-VOSO$_4$
本研究合成$β$-VOSO$_4$单晶并表征其磁性，证实其为接近理想的一维自旋1/2海森堡链系统，明确了超交换路径沿$b$轴而非预期的$a$方向。
2023-04-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Stability and magnetism of FeN high-pressure phases
实验发现的铁-氮体系中的化合物属于Fe-N相图的低浓度部分。在我们的论文中，这是基于从头计算，我们已经研究了高压铁单氮化物相，特别是具有NiAs型结构的新的磁性相的形成和稳定性。我们已经研究了动态，热力学和电子性质，如电子相关性和压力引起的相位稳定的作用。我们证明了新的六方FeN相在很宽的外压范围内是稳定的，并且在零压下可以形成亚稳相。结果表明，它具有相对小的居里温度，并可能具有非共线磁性。
2018-08-06 cond-mat.mtrl-sci physics.geo-ph
Itinerant Flat-Band Magnetism in Hydrogenated Carbon Nanotubes
我们采用局域密度近似（LDA）和广义梯度近似（GGA）的自旋极化从头计算方法研究了氢化碳纳米管的电子和磁性.我们发现，电荷转移和碳网络畸变的共同作用使电子管的能隙中出现了自旋极化的平带。计算了不同半径、不同手征度和不同氢浓度下的基态性质。发现应变或外加电场可以有效地调制平带自旋分裂，甚至诱导绝缘体-金属跃迁。
2010-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Control of magnetism in bilayer CrI$_{3}$ by an external electric field
最近发现了二维（2D）范德华材料中的内禀铁磁性[1，2，3]。单层三碘化铬（CrI3）是铁磁性的，而双层结构据报道是反铁磁性的，此外，外部电场会改变其磁相[4]。我们研究了自然界中发现的两种叠层CrI3双层膜，发现其中一种膜的磁相确实可以通过外加电场来调节，而另一种膜仍然是铁磁的。我们用从头计算模拟了这些结果，并用一个简单的模型解释了它们，该模型基于与不同自旋相关的带的刚性位移。该模型可应用于类似的双层范德瓦尔堆叠绝缘反铁磁体。
2018-11-29 cond-mat.mtrl-sci
Edge stability, reconstruction, zero-energy states and magnetism in triangular graphene quantum dots with zigzag edges
我们提出了基于从头计算密度泛函理论的三角形石墨烯量子点锯齿形边缘的稳定性和重构的计算结果。我们表明，虽然重建的五边形-七边形锯齿形边缘结构是更稳定的氢的情况下，理想的锯齿形边缘积极有利于氢钝化。氢钝化后两种结构都存在零能带，但在五边形-七边形锯齿形结构中，零能带的色散较强，导致净磁化强度的损失。
2010-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Vibrational free energy and phase stability of paramagnetic and antiferromagnetic CrN from ab-initio molecular dynamics
我们提出了一个理论的第一性原理方法来计算在其高温顺磁相的磁性系统的自由能，包括振动，电子和磁性的贡献。计算自由能的方法是基于从头计算分子动力学，并结合了无序磁性的处理，使用无序局部矩分子动力学（DLM-MD）与温度相关的有效势（TDEP）方法，以获得振动的自由能的贡献。我们通过获得氮化铬的顺磁立方相和反铁磁正交相的非谐自由能来说明该方法的适用性。通过构造温度-压力相图，论证了晶格动力学对两相转变的影响。
2014-03-19 cond-mat.mtrl-sci
Interplay of magnetism and dimerization in pressurized Kitaev material $β$-Li$_2$IrO$_3$
测量了多晶$β$ -Li $_2$ IrO $_3$在3~GPa静压下的磁化强度，并绘制了该材料的温度-压力相图。我们的数据证实，磁秩序打破了一级相变在$p_{\rm{c}}$ $\approx$ 1.4 GPa，并进一步揭示了一个阶梯状的功能-结构二聚化的磁性签名-出现在$p_{\rm{c}}$和移动到更高的温度后，进一步压缩。继L. S. I. Veiga等人[Phys. Rev. B 100，064104（2019）]，我们认为在$p_{\rm{c}}$上方形成了具有磁性和非磁性Ir $^{4+}$位点混合物的部分二聚相。根据我们的从头计算，该相在1.7和2.7~GPa之间是热力学稳定的。它限制了磁性Ir $^{4+}$网站弱耦合四聚体与单重基态，没有长程磁序。我们的结果排除了在$β$ IrO $_3$中压力诱导自旋液相的形成，揭示了Kitaev材料中磁塌缩相变的特殊性.我们还表明，压力处理的$β$ IrO $_3$施加的压缩应变增强了100~K磁异常在环境压力下的签名。
2021-10-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic topological transition and non-collinear magnetism in compressed hcp Co
最近的实验表明，Co在100 GPa附近经历了从铁磁hcp相到非磁性fcc相的相变。由于过渡是一阶的，存在两相共存的某个区域。通过\textit{ab initio}计算，我们发现hcp相本身经历了一系列的电子拓扑跃迁（ETTs），这影响了材料的弹性和磁性。最重要的是，我们建议，序列的ETTs导致的非共线自旋排列在高度压缩的六方晶系公司的稳定。这种非共线的磁状态和原子间的交换参数，连接到它的细节，在这里提出。
2015-08-26 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
Magnetism and Piezoelectricity in Stable Transition Metal Silicate Monolayers
具有铁磁性和压电性的二维范德华（2D vdW）材料受到越来越多的关注。尽管到目前为止已经报道了许多2D材料是铁磁性的，但是开发空气稳定且可转移的多铁性vdW材料一直具有挑战性。为了解决这个问题，我们报告了我们的工作，层状过渡金属硅酸盐的高岭石和利扎石的衍生物与过渡金属取代Al $^{3+}$和Mg $^{2+}$网站使用从头计算。使用密度泛函理论（DFT），我们表明这些化合物在不同的O $_2$分压下是稳定的，并且可以使用表面辅助方法合成。我们表明，这些材料具有有限的平面外的压电响应由于缺乏反演对称性，也可以定制为亚铁磁与非零净力矩。
2021-10-08 cond-mat.mtrl-sci
Pressure induced bcc to hcp transition in Fe: Magnetism-driven structure transformation
用从头计算方法研究了Fe中压致bcc → hcp相变。无序局域矩（DLM）计算发现，温度诱导的自旋涨落导致Burgers型晶格畸变能量的降低和具有$[\bar{1}10]$极化的$TA_1$-点横声子模的软化.结果，系统中的自旋无序导致原子位移幅度的增加。另一方面，在我们的计算中得到的交换耦合参数强烈下降，在大幅度的晶格畸变。这导致结构自由度和磁自由度的相互关联，导致在有限温度下的压力下的体心立方结构的不稳定性。
2013-09-17 cond-mat.mtrl-sci
One-Dimensional Quantum Magnetism in the S = 1/2 Mo(V) system, KMoOP2O7
我们提出了一个全面的实验和从头计算研究的$S=1/2$ Mo $^{5+}$系统，KMoOP $_2$ O $_7$，并表明它实现了$S = 1/2$海森堡链反铁磁体模型。粉末中子衍射表明，KMoOP $_2$ O $_7$在其单斜$P2_1/n$结构内形成了由Mo $^{5+}$链对组成的磁性网络。反铁磁相互作用的Mo $^{5+}$链内确定通过磁力测量和确认的磁比热分析。后者揭示了一个广泛的功能集中在$T_\textrm{N} = 0.54$ K，我们归因于长程反铁磁序的发病。在0.05 K下收集的粉末中子衍射数据中没有观察到磁布拉格散射，然而，这与具有上限$μ_\textrm{ord} < 0.15 μ_\textrm{B}$的强烈抑制的有序矩是一致的。通过对非弹性中子散射数据的分析，验证了KMoOP $_2$ O $_7$中磁关联的一维特征，得到了一个分别用$J_\textrm{1} \approx 34$ K和$J_\textrm{2} \approx -2$ K描述链内和链间交换作用的模型.这些实验结果的起源是通过密度泛函理论计算解决的。
2022-11-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Altermagnetism and Weak Magnetism in the Insulating Distorted Perovskite Antiferromagnet NaOsO$_3$
Korea University（高丽大学）；Czech Academy of Sciences（捷克科学院）；University of California Davis（加州大学戴维斯分校）
研究揭示NaOsO₃中交替磁性与弱磁性的起源，通过计算和对称性分析确认其与自旋轨道耦合及交替磁序的关系，并解释了自旋偏转角与磁性行为的关系。
2025-12-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Induced magnetism by single carbon vacancies in a three-dimensional graphitic network: a supercell study
我们提出了一个从头算密度泛函理论研究产生的磁矩，在一个3-D的石墨网络中创建单个碳空位，使用全电位，所有电子，自旋极化的电子结构计算。在以前的报告中，磁矩的出现在2-D石墨烯片中仅通过空位本身的存在来解释[1-5]。报道了不同超晶胞中空位的性质和几何形状对所产生的磁矩的依赖性。我们发现，最高值的磁矩是获得一个3 × 3 × 1的超胞和高度稀释的5 × 5 × 1的超胞显示没有磁有序。在这份手稿中获得的结果是指示层间相互作用存在于3-D堆叠的重要性。我们的结论是，这不应该被低估时，在石墨系统的磁性进行基于空位的研究。
2007-12-08 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
Interplay between magnetism and charge instabilities in layered NbSe$_{2}$
采用基于密度泛函理论的从头计算方法，研究了层状六方结构NbSe $_{2}$的电子结构和磁性.在单层NbSe $_{2}$的情况下，它被发现，对于所有考虑的泛函，磁性解决方案是在能量低于非磁性解决方案。磁性基态是亚铁磁性的，在Nb原子处的磁矩为1.09 $μ_{B}$，在Se原子处的磁矩为0.05 $μ_{B}$，方向相反。我们的计算表明，单层NbSe $_{2}$不显示电荷密度波不稳定性，除非石墨烯层被认为是一个衬底。然后，我们发现了两种3 $\times$ 3电荷密度波，这是在我们的STM实验中观察到的。这表明NbSe $_{2}$中电荷不稳定性的驱动力在体和单层极限中不同。我们的工作使磁性在这种高度相关的二维材料中发挥作用，这对于理解二维超导性和电荷密度波序的形成机制至关重要。
2020-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Absence of ferromagnetism in VSe$_2$ caused by its charge density wave phase
低维材料如过渡金属二硫属化物在单层极限下如何出现磁性仍然是一个悬而未决的问题。在这里，我们提出了一个全面的研究单晶和单层VSe $_{2}$的磁性能，实验和\emph{ab initio}。磁学、X射线磁圆二色性（XMCD）和\emph{ab initio}计算表明，体相化学计量比VSe $_{2.0}$中的电荷密度波引起了结构畸变，费米能级处的态密度大大降低，促使系统向非磁性状态发展，但处于铁磁不稳定性的边缘.在单层极限下，结构重排引起Peierls畸变，在费米能级处能隙打开，并且没有磁有序。对缺陷诱导的VSe $_{2-δ}$单晶的对照实验显示磁性的击穿，丢弃空位作为VSe $_{2}$中磁序的可能起源。
2020-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
