Magnetic ground state of holmium nitride

Abstract

Mononitridy vzácných zemin, jako je HoN, vykazují širokou škálu užitečných vlastností vedoucích k potenciálním aplikacím jako magnetické polovodiče, spintronické polokovy nebo magnetokalorická chladiva v systémech zkapalňování vodíku. Ab-initio výpočty jejich elektronových struktur a souvisejících vlastností by měly správně reprodukovat jejich magnetický moment. V článku nejprve identifikujeme neobvykle vysoký počet neobsazených elektronových stavů, který zaručuje, že identifikované energetické minimum je globální. Následně představujeme výpočetní postup, který umožňuje, aby experimentálně relevantní magnetizace vedla na energetické minimum, s důrazem na preferované rozložení spinů ve výjimečně velké simulační buňce. Nakonec zkoumáme závislost vybraných charakteristik HoN na velikosti buňky a na magnetizaci. Výsledky poskytují teoretický pohled na spinovou strukturu nitridů vzácných zemin a umožňují použití správné metodologie podobných výpočtů vlastností silně korelovaných materiálů.