磁性材料的全 ab initio 自旋-晶格动力学框架
材料科学
2026-05-05 v1 计算物理
摘要
耦合自旋-晶格动力学 (SLD) 构成了广泛磁性现象的基础，但迄今为止尚无统一的第一性原理框架能够在无经验参数化的情况下传播这两个自由度。我们提出了一种集成于 VASP 的全 ab initio SLD 方法，其中在每个时间步从自洽约束矩密度泰函计算中获得原子间力和有效磁场。该方法在四种涵盖铁磁、非共线和几何失调有序材料上的验证中，从随机初始条件下均能恢复正确的磁基态。SLD 轨迹还为磁性机器学习势能提供了物理上相关的训练数据，如在 BiFeO 上训练时，能量均方根误差 (MAE) 可降低约一个数量级。该框架为磁性材料的有限温度耦合现象提供了一条实用的第一性原理路径。
引用
@article{arxiv.2605.01781,
title = {A Fully Ab-Initio Spin-Lattice Dynamics Framework for Magnetic Materials},
author = {Xianxi Zhang and Hongyu Yu and Liangliang Hong and Hongjun Xiang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.01781},
year = {2026}
}
备注
8 pages, 3 figures