磁晶各向异性能 ab-initio 计算的高效技术
介观与纳米尺度物理
2018-12-10 v2 材料科学
摘要
磁晶各向异性能(MCAE)的 ab-initio 计算常需要严格的收敛判据与稠密的 k 点网格来采样布里渊区，使其收敛困难且耗时。MCAE 的力定理指出，MCAE 可由固定势下两个磁化方向间的能带能量差算出。最大局域化 Wannier 函数可用于构造低能电子态的紧致希尔伯特空间，并以高精确度插值能带本征值。我们将力定理与 Wannier 本征值插值结合，在不损失精度的前提下提升 MCAE 计算效率。我们以 Fe 链、Fe 单层与 FeNi 合金为例，证明相较于在极稠密 k 点网格上的直接 ab-initio 计算，用于 MCAE 的 Wannier 插值方法能同时显著降低成本并保持准确。这种高效的 Wannier 插值方法使大规模与高通量 MCAE 计算成为可能，可惠及自旋电子学器件的设计。
引用
@article{arxiv.1806.01536,
title = {Efficient technique for ab-initio calculation of magnetocrystalline anisotropy energy},
author = {Junfeng Qiao and Weisheng Zhao},
journal= {arXiv preprint arXiv:1806.01536},
year = {2018}
}