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CrysFieldExplorer:一种用于快速优化晶体场哈密顿量的软件

强关联电子 2023-03-16 v2

摘要

我们提出一个新的轻量级基于 python 的程序 CrysFieldExplorer,用于快速优化晶体电场(CEF)参数以拟合实验数据。CrysFieldExplorer 的主要新颖之处是开发了一种独特的损失函数,称为谱特征损失(LSpectrumL_{\text{Spectrum}}),其基于哈密顿量矩阵的特征多项式定义。采用粒子群优化与协方差矩阵自适应进化策略来寻找总损失函数的最小值。我们证明 CrysFieldExplorer 能直接将 CEF 参数拟合到任意实验数据,如中子谱、磁化率、磁化强度等。CrysFieldExplorer 可处理大量非零 CEF 参数,并揭示多个局部与全局最小解。结合两个示例,讨论了详细的晶体场理论、损失函数描述、程序实现与局限。

关键词

引用

@article{arxiv.2303.07267,
  title  = {CrysFieldExplorer: a software for rapid optimization of crystal field Hamiltonian},
  author = {Qianli Ma and Xiaojian Bai and Erxi Feng and Guannan Zhang and Huibo Cao},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2303.07267},
  year   = {2023}
}