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磁性体系的计算

一、各种磁性

铁磁,反铁磁,亚铁磁在居里温度以下都是磁有序的,当温度很高的时候,会从磁有序变成磁无序

怎么看vasp计算后有多少原子(VASP计算磁性体系)(1)

铁磁和反铁磁都是由电子自旋贡献

1. 铁磁,铁磁体系中相邻的两个原子磁矩趋向于平行排列,磁有序,磁矩不为0

反铁磁,反铁磁体系中相邻的两个原子磁矩趋向于反平行,但是它和铁磁体系一样是磁有序的。虽然反铁磁材料里的原子都有强磁矩,并且排列得整整齐齐,只是一正一反所以总和为零。

2. 虽然二者在温度足够高的情况下都会发生顺磁相变而失去磁序。相变温度对于铁磁叫做居里温度(Tc),对于反铁磁叫做奈尔温度 (TN),温度低于居里温度表现铁磁性,高于居里温度表现为顺磁性,磁化率温度关系服从Curie-Weiss定律

3. 宏观表现为,铁磁体系对外展现磁性而反铁磁体系不展现磁性。但二者都能被磁化,并且磁化后有很强的磁性。但顺磁磁性响应很弱

4. 反铁磁材料和无磁性材料又有区别,因为反铁磁体系仍然是磁有序的,而且被磁化后仍然有很强的磁性。无磁性材料的原子磁矩主要由原子核磁矩和电子轨道角动量贡献,微观上没有磁序,被磁化后只有微弱的磁矩。

二、VASP计算体系

很多体系都有磁性,磁性体系的计算需要打开自旋。

ISPIN=2

MAGMON=原子数目*初始磁矩,eg 3*2 4*5 。。。(注:*号前后不要有空格)*

对于一些简单的磁性体系,我们可以直接使用ISPIN=2, MAGMOM不必进行设置。对于复杂的体系则需要设置。初始值不需要与实验值完全一致,一般设置1.5倍即可

例如,对于FeO体系:

怎么看vasp计算后有多少原子(VASP计算磁性体系)(2)

1. 有4个Fe原子,如果考虑铁磁态,则可以设置MAGMON=4*3 4*0 (Fe初设的磁矩为3,O元素为0)

2. 有4个Fe原子,如果考虑反铁磁态,则可以设置MAGMON=3 -3 3 -3 0 0 0 0或者MAGMON=3 3 -3 -3 0 0 0 0

3. MAGMON设置初始磁矩,详细的设置还可参考VASP官网:https://www.vasp.at/wiki/index.php/MAGMOM,以及大师兄科研网https://www.bigbrosci.com/2017/12/04/ex12/

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