論文の概要: Symmetry-electronic fingerprints reveal competing magnetic phases in two-dimensional materials

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.13548v1
• Date: Thu, 11 Jun 2026 16:29:01 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-12 15:55:27.914789
• Title: Symmetry-electronic fingerprints reveal competing magnetic phases in two-dimensional materials
• Title（参考訳）: シンメトリー電子指紋による2次元材料の磁気相の解明
• Authors: Addis Fuhr, Zachary R. Fox, David Parker, Ayana Ghosh,
• Abstract要約: 既存の機械学習表現は、磁気を司る対称性を捉えたり、物理を交換したりすることなく、化学環境を符号化する。 本稿では, 結晶対称性操作, Wyckoff サイト幾何, およびサイト分解電子構造をエンコードする物理解釈可能な表現である対称性電子指紋(SEF)を紹介する。 Co-およびNi系ハロゲン化物および酸化物の第一原理計算により、これらの領域は真の近縮退FM相とAFM相に対応し、磁気フラストレーション、異方性抑制、および創発性非コリニア秩序に対応することが確認された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.384874651944418
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Two-dimensional magnets offer compelling platforms for spintronics and quantum technologies, yet predicting their magnetic ground states, moments, and anisotropy remains challenging. This limitation primarily arises because existing machine-learning representations encode chemical environments without capturing the symmetry or exchange physics that govern magnetism. In this work, we introduce the symmetry-electronic fingerprint (SEF), a physically interpretable representation that encodes crystallographic symmetry operations, Wyckoff-site geometry, together with site-resolved electronic structure. Combined with ensemble learning with random forests, the SEF accurately classifies magnetic ordering while regressing moments alongside anisotropy energies while simultaneously resolving the distinct regimes of itinerant Stoner ferromagnetism from localized superexchange. What sets the SEF-trained models apart is that regions of elevated model uncertainty are not a failure but a diagnostic, identifying materials where these mechanisms compete. First-principles calculations on Co- and Ni-based halides and oxides confirm that these regions correspond to genuine near-degenerate FM and AFM phases with magnetic frustration, suppressed anisotropy, and emergent non-collinear ordering. By encoding symmetry together with exchange physics directly into the representation unlike conventional descriptors, the SEF transforms model uncertainty into a compass pointing toward two-dimensional materials where small perturbations drive transitions between collinear, frustrated, or non-collinear magnetic phases.
• Abstract（参考訳）: 2次元磁石は、スピントロニクスと量子技術のための魅力的なプラットフォームを提供するが、磁気基底状態、モーメント、異方性を予測することは依然として困難である。 この制限は主に、既存の機械学習表現が、対称性を捉えずに化学環境を符号化したり、磁性を支配する物理を交換したりするためである。 本研究では, 結晶対称性操作, ワイコフサイト幾何, およびサイト分解電子構造をエンコードする物理解釈可能な表現である対称性電子指紋(SEF)を紹介する。 ランダムな森林とのアンサンブル学習と組み合わせて、SEFは磁気秩序を正確に分類し、異方性エネルギーとともにモーメントを後退させながら、同時に局所的な超交換から反復ストーナー強磁性の異なる規則を解き放つ。 SEFで訓練されたモデルは、モデルの不確実性の領域が失敗ではなく診断であり、これらのメカニズムが競合する材料を特定することである。 Co-およびNi系ハロゲン化物および酸化物の第一原理計算により、これらの領域は真の近縮退FM相とAFM相に対応し、磁気フラストレーション、異方性抑制、および創発性非コリニア秩序に対応することが確認された。 対称性と交換物理を直接表現に符号化することにより、SEFはモデルの不確かさをコリナー、フラストレーションまたは非コリナー磁気相間の遷移を駆動する2次元材料を指すコンパスに変換する。

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