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微磁学软件MuMax3与OOMMF及其应用
2024年
随着计算机科学技术的进步,微磁学作为磁学的一个重要分支近年来发展迅速.微磁学理论中的Landau-Lifshitz-Gilbert(L-L-G)方程能够有效分析磁矩的运动,但对于大多数较为复杂的自旋结构,研究者只能通过计算机软件进行数值模拟,如MuMax3和Object Oriented MicroMagnetic Framework(OOMMF)这2款最为常用的微磁学软件能够模拟出复杂的自旋结构.对比分析这2款软件,发现MuMax3和OOMMF的计算方法相同,都是利用有限差分法对材料进行离散化,但2款软件的运行环境、计算精度和计算速度存在较大的差异.MuMax3和OOMMF应用较为广泛,能够计算铁磁、反铁磁和亚铁磁等多种磁性材料的性质,可用于研究磁滞回线、温度效应和铁磁相变等多种物理机制.对MuMax3和OOMMF这2款微磁学模拟软件的介绍和对比发现,这2款软件各有优点,有利于科研人员系统地了解这2款软件,为科研人员在选择微磁学模拟软件时提供重要依据.
赵国平邓子瑜罗佳
关键词:微磁学模拟软件
无稀土永磁MnAl纳米带太赫兹磁导率的微磁学模拟
2023年
无稀土永磁材料MnAl具有很高的磁晶各向异性能,是一类成本低、永磁性能优异的材料。基于微磁学模拟的方法,从理论上验证了是否可以在MnAl合金上获得显著的太赫兹(THz)磁导率。研究结果表明,自发磁化状态下MnAl合金纳米带阵列的磁响应主要集中于微波频段,只可以获得一个宽化的磁谱,主峰位于45GHz。然而,若通过控制材料的剩余磁化状态,使其剩磁比(M_(r)/M_(s))为1,则可以在0.1675THz获得一个显著的磁谱。此外,研究还表明通过改变纳米带阵列的几何尺寸,可对它的THz磁谱进行调控。与通过超材料来获得THz磁谱相比,本工作展示了一个新颖的方法。
姜雨桐韩满贵
Periodic Boundary Conditions for Finite-Differentiation-Method Fast-Fourier-Transform Micromagnetics
2017年
We describe an accurate periodic boundary condition (PBC) called the symmetric PBC in the calculation of the magnetostatie interaction field in the finite-differentiation-method fast-Fourier-transform (FDM-FFT) micromagneties. The micromagnetic cells in the regular mesh used by the FDM-FFT method are finite-sized elements, but not geometrical points. Therefore, the key PBC operations for FDM-FFT methods are splitting and relocating the micromagnetic cell surfaces to stay symmetrically inside the box of half-total sizes with respect to the origin. The properties of the demagnetizing matrix of the split micromagnetic cells are discussed, and the sum rules of demagnetizing matrix are fulfilled by the symmetric PBC.
Jiang-Nan LiDan Wei
磁性多孔纳米片微波磁导率的微磁学研究被引量:3
2015年
本文基于微磁学理论模拟了多孔α-Fe纳米片的微波磁性能.与无纳米孔洞的纳米片对比,发现由于纳米孔洞的引入导致退磁能发生改变,破坏了纳米片原有的磁畴分布,使纳米片内部存在数目更多、体积更小、局域有效场强不同的磁畴,从而增加了高频磁损耗峰的数目.由于部分损耗峰的相互交叠,为在10—30 GHz范围拓宽电磁波吸收的带宽提供了潜在可能性.模拟结果表明多孔纳米片的磁损耗峰数目、强度、峰宽和频率分布受孔洞排布方式和孔洞数目的影响.由于纳米孔洞的存在可以降低材料的密度,模拟结果表明多孔α-Fe纳米片可用于开发吸收频段宽、重量轻的电磁波吸收材料.
涂宽韩满贵
关键词:微磁学铁磁共振
Microwave permeability of single cobalt nanotube studied by micromagnetics simulations and generalized Snoek's law
2014年
Microwave permeability spectra of single Co nanotube under equilibrium state have been studied by micromagnetics simulation.More than four obvious resonance peaks have been found(11.72,24.20,33.18 and 39.55 GHz).Such large resonance frequency cannot be found in other traditional magnetic materials.The configurations of magnetic moments along the nanotube have been simulated.The results show that the top end of nanotube has a"flow-out"pattern of magnetic moments configuration.The bottom end has a"flow-in"pattern of magnetic moments configuration.The magnetic moments within the main body of nanotube are aligned perfectly along the length of nanotube.The magnitude of natural resonance peak is strongly related to the volume fraction of a zone,which has the same orientation of magnetic moments.Large microwave permeability values have been found for single nanotube.The generalized Snoek’s law has been used to validate the micromagnetics simulations in this paper.
HAN ManGuiGUO WeiDENG LongJiang
具有60°缺口的Co纳米环阵列的微磁学研究
2013年
用微磁学理论对外径为300nm、内径为50nm、厚度为30nm、含有60o扇形缺口的Co纳米环2×2阵列在不同方向(垂直和平行于环的缺口方向)磁场作用下的磁化反转过程进行模拟。当磁场垂直缺口方向时,Co纳米环阵列的磁滞回线形状都呈现出哑铃-旁瓣结构;剩磁态为磁通封闭结构(d=300nm除外)。当单元之间的距离为环外径的二倍时,它们之间的静磁耦合作用对阵列的磁滞回线形状和剩磁态的影响就可以忽略。
苗秀娟王学凤张建芳
关键词:磁滞回线
纳米两相复合永磁材料的微磁学研究
两相纳米复合永磁材料因结合了硬磁相高矫顽力和软磁相高剩的磁优点,受到实验和理论研究方面的重视。信息社会的发展使得提高材料的磁密度成为了一种需求,而垂直磁记录技术的发展正是提高磁记录密度的重要途径。本文应用微磁学方法,采用...
薄鸟
关键词:永磁材料矫顽力垂直磁记录
文献传递
反铁磁耦合纳米体系磁特性的微磁学研究
2010年
采用微磁学方法研究了磁层间反铁磁耦合强度对SyAF纳米体系磁特性的影响.当SyAF纳米体系上、下磁层间的反铁磁耦合强度不同时,SyAF纳米体系具有两种不同类型的磁滞回线.当磁层间反铁磁耦合强度较小时,体系的矫顽力随反铁磁耦合强度的增大而增大,反磁化机制为反磁化核的形成与传播的反转过程.而当磁层间反铁耦合强度较大时(>0.2×10-3J.m-2),体系的矫顽力基本不随反铁磁耦合强度变化,并且在剩磁态为稳定的单畴结构,反磁化机制为类一致反转过程.这类SyAF纳米体系更适合于作为磁信息器件中自旋阀的自由层.
张光富曾专武邓曙光杨冰
关键词:微磁学反铁磁耦合
矩形磁性纳米点动力学反磁化过程的微磁学研究被引量:4
2009年
采用微磁学模拟方法研究了初始态为C形磁结构的矩形CoFe纳米点在方波脉冲场作用下的动力学反磁化过程.研究发现,随着脉冲场强的增强,磁体的反磁化模式发生了改变.当场强较弱时反磁化过程通过畴壁移动-单涡旋的形成和移动来完成;当场强较大时反磁化过程模式转变为畴壁移动-双涡旋的形成与移动;在更强的场强下反磁化过程通过畴壁的移动-多涡旋的形成与湮没来实现.由于反磁化模式随场强的变化而改变,反磁化时间随场强的增大出现振荡变化现象.
宋三元郭光华张光富宋文斌
微磁学中能量计算的研究被引量:3
2008年
以微磁学理论为基础,应用有限差分法,得到了交换相互作用能、磁晶各向异性能、退磁能和塞曼能等能量的离散表达式,并利用共轭梯度法求解能量极小值.在此基础上利用C++编写计算程序,对Co样品的各种能量进行计算,其计算结果与OOMMF软件的计算结果能够很好地吻合.
张腊梅蔡根旺
关键词:微磁学有限差分法共轭梯度法