对称性引导的磁序基态预测
材料科学
2025-12-29 v1
摘要
鉴于实验确认的磁结构稀缺性，可靠预测磁基态是关键；然而，这长期以来一直是具有挑战性的，因为磁势能景观复杂。本文我们提出了一个由对称性引导的框架，系统地生成无需任何实验输入或 prior 假设（如传播矢量）的真实磁配置。在层次化对称性破坏情景下，我们整合了最近发展的自旋空间群形式主义和常规磁空间群描述，分别捕获由磁有序和自旋轨道耦合引起的对称性破坏。进一步，我们进行非相对论和相对论 first-principles 计算，以建立选取磁配置的能量排序。以最近报道的三个三维非常规磁体 MnTe、Mn3Sn 和 CoNb3S6 以及两个二维磁体 CrTe2 和 NiI2 为例，我们证明只有少数几十次 first-principles 计算即可识别磁基态配置以及几个低能 metastable 状态，这些状态可能表现出如p型磁性等异常物理特性。我们的工作提供了一种通用且高效的三维和二维磁配置大规模预测策略，并为磁相互作用在不同材料系统中的微观起源提供了见解。
引用
@article{arxiv.2512.21672,
title = {Symmetry-guided prediction of magnetic-ordered ground states},
author = {Yuhui Li and Sike Zeng and Xiaobing Chen and Renzheng Xiong and Yutong Yu and Yu-Jun Zhao and Qihang Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.21672},
year = {2025}
}
备注
22 pages, 4 figures