science >> Wetenschap >  >> Fysica

MAGNDATA:Op weg naar een database van magnetische structuren

Magnetische structuur van een multiferroïsch materiaal uit de database in (a) en (b) met verschillende magnetische symmetrie en geen multiferroïsch karakter. Krediet:Hutanu et al., 2012

De kwantitatieve karakterisering van de magnetische ordening gerealiseerd in magnetische fasen is een essentieel onderdeel van het onderzoek naar de magnetische eigenschappen van vaste stoffen.

Het is zeker van fundamenteel belang voor de kruiscontrole van theoretische modellen en voor de verkenning van complexe magnetische verschijnselen in vaste toestand. Verder, de bepaling van magnetische structuren, voornamelijk gebruikmakend van neutronendiffractiegegevens, is een fundamentele stap in de zoektocht naar functionele materialen voor magnetische en/of magnetostructurele toepassingen. Sinds het eerste rapport van een magnetische structuur bepaald op basis van neutronendiffractiegegevens in 1949, de magnetische structuren van duizenden verbindingen zijn onderzocht en gerapporteerd. 1976, een belangrijke inspanning werd geleverd om informatie te verzamelen die beschikbaar was over alle magnetische structuren die op dat moment bekend waren, en een compilatie van ongeveer 1000 magnetische structuren werd gepubliceerd. Deze inspanning werd voortgezet met een extra lijst van ongeveer 100 structuren in 1984. Sindsdien experimentele faciliteiten, instrumenten en analysemethoden zijn enorm verbeterd, en elk jaar worden er honderden magnetische structuren gerapporteerd. Geschat wordt dat, momenteel, er moeten ongeveer 5000 gepubliceerde magnetische structuren zijn. In dit scenario, het gemak van een digitale database van magnetische structuren lijkt duidelijk, maar ondanks wat vroeg werk in deze richting, het gebrek aan standaarden in de beschrijving en communicatie van magnetische structuren heeft de ontwikkeling van een geschikte computerdatabase verhinderd.

Twee recente ontwikkelingen hebben echter, opende nieuwe mogelijkheden voor de systematische toepassing van magnetische symmetrie en het bereiken van een gestandaardiseerd raamwerk voor de beschrijving en digitale opslag van magnetische structuren.

Binnen dit kader is een groep wetenschappers uit Spanje, Kalkoen, VS en Japan hebben verzameld op de Bilbao Crystallographic Server, onder de naam MAGNDATA, uitgebreide informatie over meer dan 400 evenredige en onevenredige magnetische structuren. MAGNDATA is bedoeld als benchmark en startpunt voor een complete database van magnetische structuren, waarbij magnetische symmetrie systematisch wordt gebruikt en het magCIF-formaat het communicatiebestandsformaat is.

In een recent gepubliceerd artikel [Gallego et al., (2016). J. Appl. Cryst . 49, DOI:10.1107/S1600576716012863] de wetenschappers presenteren en bespreken de belangrijkste kenmerken voor het geval van evenredige structuren. Ze concentreren zich op de informatie die voor elke structuur beschikbaar wordt gesteld, en de manier waarop deze informatie kan worden opgevraagd en geanalyseerd.

Deel II van dit artikel over incommensurerende structuren zal worden gepubliceerd in het decembernummer van 2016 van hetzelfde tijdschrift; Gallego, SV, Perez-Mato, J.M., Elcoro, L., Tasci, ES, Hans, RM, Aroyo, MI. &Madariaga, G. (2016). J. Appl.Cryst . 49, DOI:10.1107/S1600576716015491