使用约化构型空间搜索和密度泛函理论对扭曲Kagome HoAgGe自旋冰的建模
强关联电子
2026-03-10 v2 材料科学
摘要
Kagome晶格是由共角三角形组成的二维网络，存在于几种稀土材料中，导致复杂且通常受挫的磁系统。在过去的几十年中，对该基序的修改，如呼吸Kagome、不对称Kagome和扭曲Kagome，引起了人们的关注。特别是，后者比原始Kagome具有更低的对称性，因此允许实现“Ising局域”哈密顿量，从而形成二维自旋冰。最近报道了这样一种材料实现HoAgGe，它具有异常丰富的相图，是一种具有扭曲Kagome几何结构的强受挫二维自旋冰材料。在存在外磁场的情况下，该化合物在饱和磁化强度的简单分数处表现出阶梯状的磁化平台。据信，这种现象源于强的单点各向异性，在HoAgGe中，这种各向异性被发现是面内的，并沿高对称方向。先前使用经验交换参数的蒙特卡洛模拟解释了一些但不是全部的实验观察结果。在这项工作中，我们提出了（a）关键模型参数的第一性原理计算和（b）通过约化构型空间搜索的直接能量最小化，以及场相关相图的蒙特卡洛模拟。我们发现，对于HoAgGe，计算出的交换参数与先前提出的经验参数非常不同，并且更准确地描述了相图。这可能是因为第一性原理参数除了几何受挫外，还在参数上受挫。
引用
@article{arxiv.2507.04146,
title = {Modeling of a twisted-Kagome HoAgGe spin ice using Reduced-Configuration-Space Search and Density Functional Theory},
author = {Gunnar F. Schwertfeger and Po-Hao Chang and Predrag Nikolic and Igor I. Mazin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.04146},
year = {2026}
}