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Cvitkovich, Lukas ; Zollner, Klaus ; Fabian, Jaroslav

Machine Learning Prediction of Magnetic Proximity Effect in van der Waals Heterostructures: From Atoms to Moiré

Cvitkovich, Lukas, Zollner, Klaus und Fabian, Jaroslav (2025) Machine Learning Prediction of Magnetic Proximity Effect in van der Waals Heterostructures: From Atoms to Moiré. arxiv, 2508.12406.

Veröffentlichungsdatum dieses Volltextes: 18 Nov 2025 07:04
Artikel
DOI zum Zitieren dieses Dokuments: 10.5283/epub.77913


Zusammenfassung

We introduce a machine learning framework that efficiently predicts large-scale proximity-induced magnetism in van der Waals heterostructures, overcoming the high computational cost of density functional theory (DFT). We apply it to graphene/Cr2Ge2Te6, which exhibits a previously unrecognized dichotomy. Unlike the spin polarization at the Fermi level, which follows the pseudospin, the ...

We introduce a machine learning framework that efficiently predicts large-scale proximity-induced magnetism in van der Waals heterostructures, overcoming the high computational cost of density functional theory (DFT). We apply it to graphene/Cr2Ge2Te6, which exhibits a previously unrecognized dichotomy. Unlike the spin polarization at the Fermi level, which follows the pseudospin, the proximity-induced magnetic moments vary across carbon atoms, defying analytical modeling. To address this, we develop a Random Forest model trained on DFT data and employ Smooth Overlap of Atomic Positions descriptors to map the local (∼2nm2) atomic-scale geometry to the carbon magnetic moments. Besides demonstrating locality, the model reveals rich magnetic moiré textures. Crucially, this method can be broadly applied to orbital and spin proximity effects that are highly sensitive to local atomic environments and are beyond analytical description.



Beteiligte Einrichtungen


Details

DokumentenartArtikel
Titel eines Journals oder einer Zeitschriftarxiv
Seitenbereich:2508.12406
Datum24 Oktober 2025
InstitutionenPhysik > Institut für Theoretische Physik > Lehrstuhl Professor Richter > Arbeitsgruppe Klaus Richter
Physik > Institut für Theoretische Physik > Lehrstuhl Professor Richter > Arbeitsgruppe Jaroslav Fabian
Projekte
Gefördert von: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) (443416183)
Gefördert von: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) (314695032)
Gefördert von: Europäische Kommission (EU) (101135853)
Identifikationsnummer
WertTyp
2508.12406arXiv-ID
Dewey-Dezimal-Klassifikation500 Naturwissenschaften und Mathematik > 500 Naturwissenschaften
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
StatusVeröffentlicht
BegutachtetNein, diese Version wurde noch nicht begutachtet (bei preprints)
An der Universität Regensburg entstandenJa
URN der UB Regensburgurn:nbn:de:bvb:355-epub-779133
Dokumenten-ID77913

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