高通量第一性原理筛选中真实磁结构的高效确定：MDMC 方法
材料科学
2021-04-07 v1
摘要
在给定外部条件下寻找真实磁结构对于描述磁性材料并预测其性质至关重要。这对于潜在优良磁体的高通量筛选尤为重要，若对磁结构缺乏恰当描述，可能导致计算资源的巨大浪费。我引入了一种方法，可在标准第一性原理计算过程中准确且高效地处理磁有序。该方法适用于所有温度，并基于蒙特卡洛（MC）技术。在高温下，MC 与第一性原理分子动力学耦合，从而同时处理原子振动与磁有序。该方法顾及 0 K 下向真实基态磁结构的收敛、高温下自旋与原子振动的耦合，以及非海森堡系统中的自旋-自旋相互作用，即它在所有温度下自然地超越了通常的成对有效交换相互作用。我表明该方法即使在相对较小的超胞上也能很好地复现低温与高温下的磁结构，并为高通量研究中磁性体系的真正第一性原理计算提供了基础。在其一般表述中，MDMC 方法处理非共线磁性，但其共线版本可能更适合快速高通量计算。本文所涉及的 MDMC 方法应用示例包括 -Mn；体心立方 Fe（低温铁磁、高温顺磁）；以及 MnBW，一种具有非平凡磁性的新磁性化合物。
引用
@article{arxiv.2104.02106,
title = {Efficient determination of the true magnetic structure in a high-throughput ab initio screening: the MDMC method},
author = {Olga Yu. Vekilova},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.02106},
year = {2021}
}