利用超优化张量网络与第一性原理电子结构模拟巨型{Mn84}环的实验性质
化学物理
2022-01-31 v1
摘要
单分子磁体 {Mn84} 因其高核数而对理论构成挑战。基于我们先前刻画该磁体谱结构的工作，我们使用无参数理论直接计算得到两个实验可观测的量：高达 75 T 的场依赖磁化强度与温度依赖热容。具体而言，我们利用第一性原理计算推导短程与长程交换相互作用，同时针对全部 84 个 Mn 自旋精确计算所得经典 Potts 与 Ising 自旋模型的配分函数以获得这些可观测量。后一计算之所以可行，得益于一种采用超优化张量网络收缩的模拟方法，该方法借用了近期为模拟量子优越性电路所发展的技术。我们还合成了该磁体并测量了其热容与场依赖磁化强度。我们观察到理论与实验间良好的定性一致，在两者中均识别出热容中的异常峰，以及磁化强度中的平台。我们的工作也指出了当前大磁体理论建模的一些局限，例如对微小长程交换耦合的敏感性。
引用
@article{arxiv.2201.11979,
title = {Using hyper-optimized tensor networks and first-principles electronic structure to simulate experimental properties of the giant {Mn84} torus},
author = {Dian-Teng Chen and Phillip Helms and Ashlyn R. Hale and Minseong Lee and Chenghan Li and Johnnie Gray and George Christou and Vivien S. Zapf and Garnet Kin-Lic Chan and Hai-Ping Cheng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.11979},
year = {2022}
}
备注
7 pages, 8 figures. DTC and PH contributed equally