Skip to content

Commit

Permalink
add documentation for Two_Site_Anisotropy
Browse files Browse the repository at this point in the history
  • Loading branch information
Puerling committed Dec 11, 2024
1 parent dee8d27 commit 33a270a
Show file tree
Hide file tree
Showing 2 changed files with 30 additions and 10 deletions.
30 changes: 25 additions & 5 deletions core/docs/Hamiltonian.md
Original file line number Diff line number Diff line change
Expand Up @@ -4,14 +4,15 @@ Heisenberg Hamiltonian
### Hamiltonian
The Spin-Hamiltonian is defined as

![Hamiltonian](https://math.vercel.app/?bgcolor=auto&from=%5Cmathcal%7BH%7D%5B%5Cvec%7Bn%7D%5D%20%3D%0A%20%20%20%20%5Cmathcal%7BH%7D_%7BZ%7D%5B%5Cvec%7Bn%7D%5D%0A%20%20%20%20%2B%20%5Cmathcal%7BH%7D_%7BA%7D%5B%5Cvec%7Bn%7D%5D%0A%20%20%20%20%2B%20%5Cmathcal%7BH%7D_%7BXC%7D%5B%5Cvec%7Bn%7D%5D%0A%20%20%20%20%2B%20%5Cmathcal%7BH%7D_%7BDMI%7D%5B%5Cvec%7Bn%7D%5D%0A%20%20%20%20%2B%20%5Cmathcal%7BH%7D_%7BDDI%7D%5B%5Cvec%7Bn%7D%5D%0A%20%20%20%20%2B%20%5Cmathcal%7BH%7D_%7BQuad%7D%5B%5Cvec%7Bn%7D%5D%0A.svg)
![Hamiltonian](https://math.vercel.app/?bgcolor=auto&from=%5Cmathcal%7BH%7D%5B%5Cvec%7Bn%7D%5D%20%3D%0A%20%20%20%20%5Cmathcal%7BH%7D_%7BZ%7D%5B%5Cvec%7Bn%7D%5D%0A%20%20%20%20%2B%20%5Cmathcal%7BH%7D_%7BA%7D%5B%5Cvec%7Bn%7D%5D%0A%20%20%20%20%2B%20%5Cmathcal%7BH%7D_%7BIXC%7D%5B%5Cvec%7Bn%7D%5D%0A%20%20%20%20%2B%20%5Cmathcal%7BH%7D_%7BDMI%7D%5B%5Cvec%7Bn%7D%5D%0A%20%20%20%20%2B%20%5Cmathcal%7BH%7D_%7BAXC%7D%5B%5Cvec%7Bn%7D%5D%0A%20%20%20%20%2B%20%5Cmathcal%7BH%7D_%7BDDI%7D%5B%5Cvec%7Bn%7D%5D%0A%20%20%20%20%2B%20%5Cmathcal%7BH%7D_%7BQuad%7D%5B%5Cvec%7Bn%7D%5D.svg)

<!-- $$
\mathcal{H}[\vec{n}] =
\mathcal{H}_{Z}[\vec{n}]
+ \mathcal{H}_{A}[\vec{n}]
+ \mathcal{H}_{XC}[\vec{n}]
+ \mathcal{H}_{IXC}[\vec{n}]
+ \mathcal{H}_{DMI}[\vec{n}]
+ \mathcal{H}_{AXC}[\vec{n}]
+ \mathcal{H}_{DDI}[\vec{n}]
+ \mathcal{H}_{Quad}[\vec{n}]
$$ -->
Expand Down Expand Up @@ -71,17 +72,36 @@ $$ -->
### Exchange
- symmetric exchange interaction

![Exchange](https://math.vercel.app/?bgcolor=auto&from=%5Cmathcal%7BH%7D_%7BXC%7D%5B%5Cvec%7Bn%7D%5D%20%3D%20-%20%5Csum%5Climits_%7B%5Cbraket%7Bij%7D%7D%5C%2C%20J_%7Bij%7D%20%5Cvec%7Bn%7D_i%5Ccdot%5Cvec%7Bn%7D_j.svg)
![Exchange](https://math.vercel.app/?bgcolor=auto&from=%5Cmathcal%7BH%7D_%7BIXC%7D%5B%5Cvec%7Bn%7D%5D%20%3D%20-%20%5Csum%5Climits_%7B%5Cbraket%7Bij%7D%7D%5C%2C%20J_%7Bij%7D%20%5Cvec%7Bn%7D_i%5Ccdot%5Cvec%7Bn%7D_j.svg)

<!-- $$ \mathcal{H}_{XC}[\vec{n}] = - \sum\limits_{\braket{ij}}\, J_{ij} \vec{n}_i\cdot\vec{n}_j $$ -->
<!-- $$ \mathcal{H}_{IXC}[\vec{n}] = - \sum\limits_{\braket{ij}}\, J_{ij} \vec{n}_i\cdot\vec{n}_j $$ -->

- Dzyaloshinskii–Moriya interaction (antisymmetric exchange)

![DMI](https://math.vercel.app/?bgcolor=auto&from=%5Cmathcal%7BH%7D_%7BDMI%7D%5B%5Cvec%7Bn%7D%5D%20%3D%20-%20%5Csum%5Climits_%7B%5Cbraket%7Bij%7D%7D%5C%2C%20%5Cvec%7BD%7D_%7Bij%7D%20%5Ccdot%20%28%5Cvec%7Bn%7D_i%5Ctimes%5Cvec%7Bn%7D_j%29%0A.svg)

<!-- $$ \mathcal{H}_{DMI}[\vec{n}] = - \sum\limits_{\braket{ij}}\, \vec{D}_{ij} \cdot (\vec{n}_i\times\vec{n}_j) $$ -->

where it is important to note that `<ij>` denotes the unique pairs of interacting spins `i` and `j`.

- Two-Site Anisotropy (anisotropic symmetric exchange)

![Two-Site Anisotropy](https://math.vercel.app/?bgcolor=auto&from=%5Cmathcal%7BH%7D_%7BAXC%7D%5B%5Cvec%7Bn%7D%5D%20%3D%20-%20%5Csum%5Climits_%7B%5Cbraket%7Bij%7D%7D%5C%2C%20%5Cvec%7Bn%7D_i%5Ccdot%20%5Cmathbf%7BK%7D_%7Bij%7D%5Cvec%7Bn%7D_j.svg)

<!-- $$ \mathcal{H}_{AXC}[\vec{n}] = - \sum\limits_{\braket{ij}}\, \vec{n}_i\cdot \mathbf{K}_{ij}\vec{n}_j $$ -->

where $\mathbf{K}_{ij}$ is the symmetric, traceless part of the general two-site coupling:


![Two-Site Anisotropy Tensor](https://math.vercel.app/?bgcolor=auto&from=%5Cmathbf%7BK%7D_%7Bij%7D%20%3D%20%5Cleft%28%5Cbegin%7Barray%7D%7Bccc%7D%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20K_%7Bij%7D%5E%7Bxx%7D%20%26%20K_%7Bij%7D%5E%7Bxy%7D%20%26%20K_%7Bij%7D%5E%7Bxz%7D%20%5C%5C%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20K_%7Bij%7D%5E%7Bxy%7D%20%26%20K_%7Bij%7D%5E%7Byy%7D%20%26%20K_%7Bij%7D%5E%7Byz%7D%20%5C%5C%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20K_%7Bij%7D%5E%7Bxz%7D%20%26%20K_%7Bij%7D%5E%7Byz%7D%20%26%20K_%7Bij%7D%5E%7Bzz%7D%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%5Cend%7Barray%7D%5Cright%29%5C%2C%2C%5Cquad%20%5Cmathrm%7Btr%7D%5C%2C%5Cmathbf%7BK%7D_%7Bij%7D%20%3D%200.svg)

<!-- $$ \bm{K}_{ij} = \left(\begin{array}{ccc}
K_{ij}^{xx} & K_{ij}^{xy} & K_{ij}^{xz} \\
K_{ij}^{xy} & K_{ij}^{yy} & K_{ij}^{yz} \\
K_{ij}^{xz} & K_{ij}^{yz} & K_{ij}^{zz}
\end{array}\right)\,,\quad \mathrm{tr}\,\bm{K}_{ij} = 0 $$ -->


The index `<ij>` denotes the unique pairs of interacting spins `i` and `j`.

---

Expand Down
10 changes: 5 additions & 5 deletions core/docs/Input.md
Original file line number Diff line number Diff line change
Expand Up @@ -256,10 +256,10 @@ hamiltonian heisenberg_pairs

### Pairs
n_interaction_pairs 3
i j da db dc Jij Dij Dijx Dijy Dijz
0 0 1 0 0 10.0 6.0 1.0 0.0 0.0
0 0 0 1 0 10.0 6.0 0.0 1.0 0.0
0 0 0 0 1 10.0 6.0 0.0 0.0 1.0
i j da db dc Jij Dij Dijx Dijy Dijz Kijxx Kijyy Kijxy Kijxz Kijyz
0 0 1 0 0 10.0 6.0 1.0 0.0 0.0 -0.3 -0.3 0.0 0.0 0.0
0 0 0 1 0 10.0 6.0 0.0 1.0 0.0 -0.3 -0.3 0.0 0.0 0.0
0 0 0 0 1 10.0 6.0 0.0 0.0 1.0 -0.3 -0.3 0.0 0.0 0.0

### Quadruplets
n_interaction_quadruplets 1
Expand Down Expand Up @@ -560,4 +560,4 @@ inside the file.

---

[Home](Readme.md)
[Home](Readme.md)

0 comments on commit 33a270a

Please sign in to comment.