Nyomtatóbarát változatA Kvantummechanika 1-2 és a Szilárdtestfizika alapjai tárgyak anyagának alapos ismerete, érdeklődés numerikus számítások iránt. Előnyt jelent a Matlab és Python ismerete.
Szilárdtestekben a mágneses rendeződés vizsgálatára legtöbbször különböző spinmodelleket alkalmazunk, amelyek a mágneses rendszer energiáját a spinszabadsági fokok segítségével írják le. Erre a legismertebb példa a Heisenberg kicserélődési kölcsönhatás, amelyben a két spinvektor skalárszorzata jelenik meg. Az izotrop kétspin-kölcsönhatás alkalmas a ferromágneses és antiferromágneses rendeződések leírására. A relatisztikus eredetű mágneses anizotrópia és Dzyaloshinskii–Moriya-kölcsönhatások figyelembevételéhez azonban szükséges a kétspin-kölcsönhatás tenzoriális kiterjesztése. Ezen felül számos valós mágneses rendszer megértéséhez bonyolultab többspin-kölcsönhatások bevezetése szükséges. Ilyen rendszerek a tömbi vagy felületi mágneses skyrmionok és az atomi spinláncok, ahol már igazolták, hogy a négyspin-kölcsönhatások jelentős szerepet játszanak a mágneses struktúrák kialakulásában.
A rendelkezésre álló irodalom alapján a hallgató megismerkedik a spinmodellekben szereplő kölcsönhatási paraméterek számításának ab initio elméletével, különös tekintettel a tanszéki feljesztés alatt álló, csoportelméleti módszereken alapuló eljárásra. Feladata lesz a már meglévő két- és négyspin-kölcsönhatásokat illesztő programkód szisztematikus tesztelése különböző felületi mágneses atomi struktúrák esetében. A beágyazott atomfürt Korringa–Kohn–Rostoker-módszeren alapuló programkóddal számításokat végez különböző mágneses konfigurációkra, majd a kapott enegia értékekre illeszti a kölcsönhatási paramétereket. Ahol erre lehetőség nyílik, az eredményeket összehasonlítja más módszerekből kapott eredményekkel és irodalmi adatokkal. Amennyiben a számolások jó ütemben haladnak, a módszer tesztelése kiterjeszthető mágneses felületekre, vékonyrétegekre és tömbi mágnesekre.