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过渡金属氧化物中磁性与拓扑序的高通量搜索

材料科学 2020-12-11 v1 强关联电子 计算物理

摘要

MnBi2Te4\rm MnBi_2Te_4 中本征磁性拓扑序的发现,重振了人们对共存磁性与拓扑相材料的搜索。这些多序量子材料有望展现出可由磁场调控的新拓扑相,但此类材料的搜索因预测磁结构与稳定性的困难而受阻。在此,我们计算 Materials Project 数据库中超过 3,000 种过渡金属氧化物的逾 27,000 种独特磁序,以确定其磁基态并估算其有效交换参数与临界温度。我们对具有中心对称性的磁性材料进行高通量能带拓扑分析,计算拓扑不变量,并识别出 18 种新的候选铁磁拓扑半金属、轴子绝缘体与反铁磁拓扑绝缘体。为加速未来工作,我们训练机器学习分类器,无需第一性原理计算即可预测磁基态与磁性拓扑序。

关键词

引用

@article{arxiv.2006.01075,
  title  = {High-throughput search for magnetic and topological order in transition metal oxides},
  author = {Nathan C. Frey and Matthew K. Horton and Jason M. Munro and Sinéad M. Griffin and Kristin A. Persson and Vivek B. Shenoy},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2006.01075},
  year   = {2020}
}

备注

9 pages, 6 figures