Program Jana spočítal magnetické momenty v mřížce atomů holmia

Studium magnetismu a obor zvaný krystalografie jsou na první pohled nesouvisející disciplíny. U některých typů magnetických látek však dochází, především za nízkých teplot, k periodickému uspořádání magnetických momentů. Na záznamu neutronové difrakce se toto uspořádané projeví jako dodatečné píky, z jejichž poloh a intenzit lze orientaci magnetických momentů zpětně zjistit. Právě zde se protínají magnetické studie a krystalografie.

Autoři programu Jana, který je vyvíjen ve FZÚ jako univerzální nástroj pro pokročilou krystalografickou strukturní analýzu, začali s implementací metod potřebných pro výpočty magnetických struktur před více než deseti lety. Pracovali v konkurenci dobře zavedených globálně využívaných programů, především programu FullProf, ale zavedli do výpočtu téměř nevyužívaný koncept magnetické symetrie a postavili tak výpočty na rigorózně krystalografickém principu. Využili fakt, že program Jana obsahuje mocné nástroje pro výpočty modulovaných struktur, dvojčat a multifází, rozšířili koncept magnetické symetrie na superprostor, implementovali do programu algoritmus pro analýzu symetrie a umožnili relativně snadný výpočet modulovaných magnetických struktur a souběžný výpočet magnetických a nukleárních struktur z různých zdrojů dat. Program Jana začal být v posledních letech široce využívaný na neutronových zdrojích právě pro výpočty magnetických struktur.

Práce publikovaná v březnu 2020 v časopisu Science(link is external) je ukázkou, že vývoj krystalografických výpočtů je důležitý i pro špičkový fyzikální výzkum. Článek se zabývá možnostmi uspořádání magnetických momentů ve struktuře intermetalického krystalu HoAgGe, který svou strukturou splňuje požadavky na planární frustrované uspořádání magnetických momentů v tzv. kagomé mřížce atomů Holmia. Ačkoli vědečtí pracovníci z FZÚ se v této práci nepodíleli na přípravě látek ani na konceptu článku, práce by bez jejich výpočetních metod vznikala jen obtížně. Všechny modely magnetického uspořádání měřené při různých teplotách a různé síle magnetického vnějšího pole byly totiž získány reprezentační analýzou a upřesňováním magnetické struktury programem Jana2006. Na druhé straně, díky experimentálnímu výzkumu na uvedených magnetických strukturách došlo k dalšímu vylepšování programu Jana. Tato zpětná vazba je hlavním motorem vývoje programu po celou dobu jeho existence.

K. Zhao, H. Deng, H. Chen, K. A. Ross, V. Petříček, G. Günther, M. Russina, V. Hutanu, P. Gegenwart, Realization of the kagome spin ice state in a frustrated intermetallic compound, Science 367 (2020), 6483, 1218-1223.
DOI: 10.1126/science.aaw1666

Michal Dušek a Václav Petříček

tisková zpráva Fyzikálního ústavu AV ČR

Středočeské vynálezy, které oslovily svět, nadchly veřejnost i v pražském Karlíně

Největší veletrh inovací v ČR přilákal do pražského Fora Karlín v úterý 29. 9. 2020 zájemce o …

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close