Transition metal oksitler, yüzeysel parametrelerin en çok yönlü ve yoğun olarak incelendiği sınıflardan birini temsil eder.[Döneticileri, manyetik rezonanslar, yüzeysel analizler ve daha sonra, manyetik rezonanslar için daha ayrıntılı bir şekilde analiz eder.)

Transition Metal Banyolarında Temel Manyetik Phenomena

Magnetiz metal oksitler büyük ölçüde keşfedilmemiş elektronlardan kaynaklanır[Döneticileri değiştir], yani manyetik boşluklar (Dörtücük) ve manyetik rezonanslar arasındaki farklar.

Manyetik Emlak Önlemleri için C ⁇ Çerçeve

Modern hesaplama malzemeleri biliminin tahmin gücü, VASP, Kuantum ESPRESSO, CP2K ve FLEUR gibi kodlarda uygulanan gibi, elektrotsal ve genelleştirilmiş-yüksek çözünürlükte (LDA/GGA) bu kadar güçlü bir şekilde, VASP, Kuantum ESPRESSO, CP2K ve FLEUR olarak kabul edilen elektronlar için, bu üç boyutlu manyetik davranışı kabul eden üç boyutlu denkleme sahip olmak için, bu tür bir şekilde sabitlenir.

DFT+U Method

Bir Hubbard benzeri bir site Coulomb repulsion parametresi () ve bir değişim parametresi ()J), DFT+U [DDDDD][/tr|proleksiyon hatası ve yerlerin çoğu manyetik geçiş veya düşük çözünürlükte bulunan manyetik geçişler için uygun şekilde ayarlanabilir.

Hibrit Fonksiyoneller (HSE06, PBE0)

Hibrit fonksiyoneller Hartree-Fock teorisinden tam bir değişim parçası içerir, bu da değişim etkileşimlerinin açıklamasını geliştirir ve genellikle daha doğru manyetik değişim sabitlerini sağlar. Heyd-Scuseria-Ernzerhof (HSE06) fonksiyonel, NiO ve CoO gibi antiferromanyamanları için altın standart haline gelmiştir. Ancak, artan hesaplama maliyetinin hücrelere veya küçük süper hücreli sistemlere veya büyük sistemlere daha uygun hale getirilmesini sağlar.

DFT'nin Ötesinde: GW ve DMFT

Daha güçlü elektron korelasyonları olan sistemler için - Mott insulators veya ağır-fermion oksits gibi -perturbative düzeltmeler yerel korelasyonlara tam olarak davranabilir ve Mott geçişlerini yakalayabilirler. [Dönetici[Döneticileri ve sıcaklık-enerjileri), DFT+FT’nin geçici parametrelerini başarıyla yeniden üretmiştir.

Yazılım ve İş Akışları

Pratik uygulama sağlam yazılım ve akışlar gerektirir. VASP, DFT+U ve HSE06'ı manyetik kısıtlamalarla sunar; Kuantum ESPRESSO, açık kaynak lisanslarla benzer yetenekler sunar; ve WIEN2k paketi (tam-potansiyelleştirilmiş artırılmış artırılmış uçak dalgası) tüm göz ardı edilen yapıların keşfi için yaygın olarak kullanılır.For DMFT, TRIQS kütüphanesi ve w2dynamics ortak seçeneklerdir.

Manyetik Oksit Sistemlerinin Vaka Çalışmaları

Aşağıdaki örnekler, belirli geçiş metal oksit ailelerine nasıl hesaplama yöntemleri uygulandığını, deneysel sentez ve cihaz tasarımına yol açan öngörüleri gösterir.

Nickel Hoffman (NiO)

NiO, prototipik antiferromanyetik insulator (Néel sıcaklık ~523 K) bir kayalık yapısı ile. Erken DFT+U çalışmaları (NFTD:0)U) tam olarak değiş tokuşaklama (HSE06), 18.000) ile yüksek frekanslı geçişler ve yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulundu.

Hematite (α-Fe2O3)

Hematite, en istikrarlı demir oksit, Morin geçişinin üzerindeki zayıf bir ferromagnettir (~260 K) antiferromantik altlattiklerin neden olduğu, DFT+U hesaplamaları (ŞUD:0)[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜNÜDÜDÜNÜDÜNÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜNÜDÜDÜNÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜNÜDÜDÜDÜDÜNÜDÜDÜDÜNÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜNÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜNÜDÜDÜDÜNÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜNÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜ

Manganis (LaMnO3 ve Derivatives)

Kaditler, DFT+U'nun manyetik anlarını doğru şekilde açıklar (~3.7 μ[D)[Mc D U=D)[değiştir | kaynağı değiştir]

Cobaltites (LaCoO3, SrCoO3)

Cobalt oksits, spin state, şarj siparişi ve iletkenlik arasında zengin bir Interplay sergiliyor. LaCoO3 düşük seviyeli bir spin-state geçitini düşük-spin (LS,END:0)S[D)[Dönetici için orta-pin (IS) ve yüksek performanslı bir şekilde tespit etti.DFT+DMD)DDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDD

Gelişmiş C ⁇ Teknikleri ve Makine Öğrenmeleri

Geleneksel DFT tabanlı yöntemler, güçlü iken, genellikle büyük kompozisyonal ve yapısal geçiş metal oksitlerini keşfetme alanını keşfetmeyi çok yavaştır. İki tamamlayıcı yaklaşım keşif hızlanır: yüksek seviyeli fonksiyonel teori ve makine öğrenimi.

Yüksek-Throughput Ekran

Malzeme Projesi, AFLOW ve NOMAD Repository gibi veritabanları, DFT+U ile çevrelenmiş manyetik özellikleri ve kol hattı ve noncollinear konfigürasyonları için toplam enerji farklılıkları sorgulayabilir.Bu yaklaşım son zamanlarda, yarı metal ve antiferonlar arasında tabakaların topolojik olarak topolojik olarak en yüksek tabakaları tespit etti.

Makine Öğrenme Potansiyelleri ve Atomik Modeller

DFT verileri üzerinde eğitilmiş makine öğrenimi (ML) sayısal yöntemler için, sayısal yöntemler için sayısal yöntemler veya Heisenberg-like terimleri içerir.[DFT) Örneğin, onor potansiyelleri (MTP) ve sinir ağları potansiyelleri (Behler-Parrinello tipi) NiO ve Fe) için temelsel analizler ve alan hareketlerini simüle etmek için kullanılır.

Deneysel Geri Bildirim

En başarılı hesaplama çabaları deneylerle yakın sinerjide çalışır. Örneğin, manyetik yapıların bileşimin, doping ve işleme koşullarının, deneysel karakterizasyon verilerinin test edilebilir bir döngüde kullanılması için daha fazla kullanılmaktadır.

Uygulamalar ve Future Yollar

Hidrojenlerde hesaplamalı manyaktizm pratik etkisi zaten belirgindir. Antiferromans (NiO, CoO, α-Fe2O3) manyetik sensörlerin, bellek elementleri ve mikrodalga cihazlarının yanı sıra, manyetik antalotropik oksitlerin değerlendirilmesi için kullanılır.

  • [FONT:0]Noncollinear Magnetism ve Topology:[Dönder: 1) Göklerin tahrif edilmesi ve yorumlanması, Hopfions ve diğer karmaşık spin dokuları oksitler, tam spin-or darbe ve noncollinear spin dezenfekteleri gerektiren.
  • [FONT:0]Temperature-Dependent Özellikleri: [DEPT:1] Manyetik faz geçişlerini doğru bir şekilde hesaplamak için hesaplamalı yöntemler, spin- dalga spektralleri ve sıcaklık bağımlısı taşıma teknikleri, sıcaklık bağımlı etkili potansiyeller gibi.
  • [FONT:0)Malzemeler-by-Design:[Dönemli tasarım stratejileri jeneratif modeller (değişimli otomatik kodlayıcılar, difüzyon modelleri) kullanarak yeni oksit kompozisyonları ve heteroyapıları önererek, manyetik performansı ölçümler (örneğin, yüksek Néel sıcaklık, güçlü magnetoline anisotropy).

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

DFT+U'nun güçlü yönlerini birleştirerek, hibrit fonksiyoneller, DMFT ve gelişmekte olan makine öğrenme modellerini kullanarak, araştırmacılar bu malzemeleri yöneten karmaşık manyetik etkileşimlerin tümünü ve özellikle de NiO'nun işlevsel olmayan bir şekilde deneyerek kullanabileceklerini öğrendiler.