[发明专利]磁斯格明子晶格和磁涡旋晶格的量子力学模拟方法

摘要

本发明涉及计算物理和材料学领域，将量子理论用于模拟磁斯格明子晶格和磁涡旋晶格。包括：1、磁系统哈密顿量中的各自旋为量子力学算符；2、所有物理量都严格按照量子理论算出；3.采用自洽算法；4.模拟自高温逐渐降至低温度，以保证程序的正确收敛；5.采用周期性边界条件；6.考虑垂直外加磁场，使因DMI和海森堡交换作用产生的螺旋状条纹，变为斯格明子或涡旋晶格；7.在海森堡交换和DMI作用共存时，考虑Compass型各向异性作用，模拟出近邻涡旋方向相反的斯格明子晶格。克服了微磁学和蒙特‑卡洛二经典方法的不足，使得模拟十分灵活、便捷，尤其在量子尺度内，模拟出二经典方法无法算出的周期性磁结构。

主权项

1.磁斯格明子晶格和磁涡旋晶格的量子力学模拟方法，所述量子力学模拟方法包括以下步骤：/nC1、通过量子理论使磁系统哈密顿量中的自旋为量子力学算符；/nC2、在笛卡尔坐标系中产生三个随机数分别赋予自旋分量；/nC3、采用周期性边界条件以模拟无穷大系统的周期性磁结构；/nC4、采用自洽算法，量子理论的应用使得计算能自发地收敛于系统的平衡态；/nC5、判断C4中前后两次循环算出的自旋差是否小于给定的小量δ，如是，则因海森堡交换和强的Dzyaloshinsky-Moriya作用下形成的自发螺旋状条纹，在垂直外加磁场中，变为周期分布的斯格明子晶格或涡旋晶格；如否，则返回步骤C3。/n