Interacciones Dzyaloshinskii-Moriya, skyrmions de Néel y clústeres magnéticos V4 en el espinél lacunar GaV4S8

Resumen Usando teoría de funcionales de densidad ab initio con correlaciones de campo medio estáticas, calculamos las interacciones de Heisenberg y Dzyaloshinskii-Moriya (DMI) para un Hamiltoniano de espín atomístico para el espinél lacunar, GaV 4 S 8. Los parámetros que describen estas interacciones se utilizan en dinámicas de espín atomístico y simulaciones micromagnéticas. Las propiedades magnéticas del espinél lacunar GaV 4 S 8, un material conocido experimentalmente por albergar skyrmions magnéticos de carácter Néel, se simulan con estos parámetros calculados ab initio. La contribución Dzyaloshinskii-Moriya a la energía micromagnética es una suma de dos invariantes de Lifshitz, apoyando la formación de skyrmions de Néel y su simetría concuerda con lo que generalmente se espera para sistemas simétricos C 3 ν. Hay varias conclusiones que se pueden extraer de este trabajo. Una se refiere a la naturaleza cuántica del magnetismo, donde mostramos que el estado magnético preciso del clúster V 4 es crucial para entender cuantitativamente el diagrama de fases magnéticas. En particular, demostramos que un estado de momento distribuido de cada clúster V 4 explica bien una variedad de propiedades de GaV 4 S 8, como el ancho de banda, la temperatura de Curie observada y especialmente la estabilidad de los skyrmions de Néel en el rango de temperatura y campo magnético relevante experimentalmente. Además, encontramos que las correlaciones electrónicas cambian visiblemente el valor calculado de la DMI.