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Matteo Rinaldi

• Atomistic simulations of magnetic materials require computationally efficient models built upon quantum mechanical understanding of microscopic magnetism. A lot of effort is still devoted to development of new interatomic potentials that would enable accurate spin-lattice dynamics simulations. In this work, we used the recently formulated magnetic atomic cluster expansion designed to accurately reproduce potential energies surfaces of magnetic elements. To demonstrate the applicability of the new formalism, we constructed a parametrization for the ferromagnetic material Iron using a dataset of magnetic structures. The model was validated by evaluating a broad range of fundamental physical properties that are relevant not only for the ground state structure but also the magnetic transformations occurring at finite temperatures.
• Atomistische Simulationen magnetischer Materialien erfordern rechnerisch effiziente Modelle, die auf einem quantenmechanischen Verständnis des mikroskopischen Magnetismus aufbauen. Daher wird nach wie vor viel Aufwand in die Entwicklung neuer interatomarer Potenziale gesteckt, die genaue Simulationen der Spin-Gitter-Dynamik. In dieser Arbeit haben wir die kürzlich formulierte magnetische Atomic Cluster Expansion verwendet, die entwickelt wurde, um die Oberflächen potenzieller Energien für magnetische Elemente genau zu reproduzieren. Um die Anwendbarkeit des neuen Formalismus zu demonstrieren, konstruierten wir eine Parametrisierung für das ferromagnetische Material Eisen unter Verwendung eines Datensatzes von magnetischen Strukturen. Das Modell wurde durch die Auswertung eines breiten Spektrums physikalischer Eigenschaften validiert, die nicht nur für die Struktur im Grundzustand, sondern auch für die bei endlichen Temperaturen auftretenden magnetischen Umwandlungen relevant sind.