立方晶体的自旋-晶格模型
材料科学
2021-03-25 v3
摘要
我们提出了一种基于Néel模型的方法，用于构建能够描述由自旋-轨道耦合引起的磁晶各向异性、各向异性磁致伸缩以及交换磁致伸缩等磁性质的立方晶体经典自旋-晶格哈密顿量。利用Néel模型的解析解，我们推导了交换积分以及Néel偶极和四极项的参数化理论表达式，并将其与材料的磁性质联系起来。该方法可用于构建具有所需磁弹性质的精确自旋-晶格模型。我们还探索了一种基于Landau能的磁矩体积依赖性的可能建模方式。这一新特性可考虑静水压力对饱和磁化强度的影响。我们将此方法应用于构建BCC Fe和FCC Ni的自旋-晶格模型，并表明其在零温下准确复现了实验弹性张量、压力下的磁晶各向异性、各向异性磁致伸缩系数、体积磁致伸缩以及压力下的饱和磁化强度。该工作可视为迈向磁弹现象大规模建模的一步。
引用
@article{arxiv.2012.05076,
title = {Spin-lattice model for cubic crystals},
author = {P. Nieves and J. Tranchida and S. Arapan and D. Legut},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.05076},
year = {2021}
}