多尺度建模中自旋-晶格耦合的旋转不变表述
材料科学
2023-10-17 v1
摘要
本着多尺度建模的精神，我们发展了自旋-晶格耦合的理论框架，一方面连接到自旋-晶格耦合参数的第一性原理计算，另一方面连接到磁弹性连续介质理论。所导出的哈密顿量描述了一个自旋与晶格自由度的封闭系统，并显式守恒总动量、角动量和能量。利用一种修正了早期Suzuki-Trotter分解的新的数值实现，我们基于所得运动方程进行模拟，以研究铁磁纳米颗粒的磁性与机械联合运动，从而验证我们所发展的方法。除自旋系统的铁磁共振模式外，我们还发现了另一种低频机械响应以及根据爱因斯坦-德哈斯效应的颗粒转动。本文发展的框架将使得多尺度建模能够用于调查和理解从慢速到超快时间尺度的广泛磁机械现象。
引用
@article{arxiv.2211.02382,
title = {Rotationally invariant formulation of spin-lattice coupling in multi-scale modeling},
author = {Markus Weißenhofer and Hannah Lange and Akashdeep Kamra and Sergiy Mankovsky and Svitlana Polesya and Hubert Ebert and Ulrich Nowak},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.02382},
year = {2023}
}