Thermal Fluctuations In The Landau-Lifshitz-Bloch Model
提出了一种用于模拟高温下磁化动力学的Landau Lifshitz Bloch方程随机形式的热噪声公式。热涨落的扩散系数是通过福克-普朗克方程使用场的平均场近似定义的自由能。所提出的模型导致的平均磁化强度与平衡磁化强度的大小颗粒一致。磁化强度的分布是一个泊松型，而不是经典的玻尔兹曼分布。通过研究高温下宏观自旋粒子的平衡磁化强度，对所提出的模型进行了检验。该模型对多尺度建模，如热辅助磁纪录系统和全光磁化反转的建模具有吸引力
2020-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
The Landau-Lifshitz-Bloch equation for domain wall motion in antiferromagnets
为了研究多畴反铁磁（AFM）自旋电子学的核心问题-畴壁运动，我们推导了有限温度下多畴反铁磁（AFM）晶格的Landau-Lifshitz-Bloch方程.采用连续近似方法，得到了交错磁化的连续性方程，并对畴壁动力学进行了解析计算。研究了温度对静态畴壁轮廓的影响，解析计算结果与温度梯度驱动的AFM畴壁饱和速度的数值结果吻合较好，证实了该理论的正确性。此外，值得注意的是，该理论也可以应用于AFM系统中的各种壁运动的动力学。目前的理论代表了一个全面的方法在AFM材料的畴壁动力学，朝着AFM自旋电子学的发展迈出了关键的一步。
2019-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dynamic Landau-Lifshitz-Bloch-Slonczewski equations for spintronics
CEA, DAM, Le Ripault（法国原子能及替代能源委员会）；Univ. Grenoble Alpes, CEA, CNRS, Grenoble-INP, SPINTEC（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）
本文提出动态Landau-Lifshitz-Bloch-Slonczewski方程，用于描述高电流操作中加热引起的瞬时去磁现象，从而更准确地预测自旋电子器件的临界电流和切换时间。
2025-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Bloch-point-mediated topological transformations of magnetic domain walls in cylindrical nanowires
圆柱形纳米线制成的软磁材料，与薄带，可以主机域壁的两个不同的拓扑结构。出乎意料的是，我们的实验证据的动态变换的拓扑室壁运动场阈值以上。微磁模拟突出了基本的岁差动力学的一种方式的转变，涉及成核的布洛赫点奇点，但是，未能再现相反的过程。微磁模拟和实验之间的这种罕见差异在材料和计算机科学中提出了迷人的问题。
2018-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum and classical magnetic Bloch points
针对固定磁矩长度的经典微磁理论无法完整描述布洛赫点的问题，本文通过量子 Heisenberg 模型的精确对角化与 DMRG 揭示自旋长度在奇点处平滑归零，并提出允许自旋长度变化的微磁 $\mathbb{S}_{3}$-model。
2024-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Microscopic magnetization distribution of Bloch lines in a uniaxial magnet
布洛赫线的形成是为了减少单轴磁体中布洛赫壁产生的静磁能。最近，有研究表明，在Sc替代的M型六角铁氧体（BaFe $_{12-x-0.05}$ Sc $_{x}$ Mg $_{0.05}$ O $_{19}$）中，Bloch线在磁泡的出现和螺旋度反转中起着重要作用。虽然布洛赫线已经讨论了微磁学模拟的基础上，没有直接观察到的详细结构。在本研究中，我们研究了BaFe $_{10.35}$ Sc $_{1.6}$ Mg $_{0.05}$ O $_{19}$单轴磁体中布洛赫线的微观结构。差示相差扫描透射显微镜（DPC-STEM）直接显示了BaFe $_{10.35}$ Sc $_{1.6}$ Mg $_{0.05}$ O $_{19}$的布洛赫线中布洛赫壁的边缘错位。从基于Monte-Carlo技术的微磁学模拟，我们表明，不对齐的布洛赫壁是由在六角铁氧体的偶极-偶极相互作用。我们的结果将有助于理解布洛赫线在纳米尺度上的微观结构。
2019-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Stochastic Thermodynamics of Micromagnetics
本文通过含噪 sLL 方程描述微磁系统，建立轨迹与系综层面的热力学定律及涨落定理，并用数值模拟验证。
2024-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Magnetization dynamics and reversal of two-dimensional magnets
基于经典Landau-Lifshitz-Gilbert（LLG）方程的微磁学模拟长期以来一直是建模三维（3D）磁体的磁化动力学和反转的有力方法。对于二维（2D）磁体，由于固有的强自旋涨落，即使在低温下，磁化反转也总是伴随着磁化崩溃。我们提出了一个微磁理论，明确考虑到快速退磁和磁化反转过程中的2D磁体的再磁化动力学。我们将该理论应用于单畴磁体，以说明2D和3D磁体的磁化轨迹和反转时间的根本差异。
2022-09-09 cond-mat.mes-hall
Micromagnetic theory of spin relaxation and ferromagnetic resonance in multilayered metallic films
本文从修正的Landau-Lifshitz微磁动力学方程出发，将阻尼力矩看作是旋进磁化矢量与引入的内、外磁各向异性应力张量之间的耦合作用，研究了叠层微电子器件中金属薄膜的自旋弛豫。特别注意的是给出的指数弛豫时间和铁磁共振线宽的解析形式推导出的磁化能量损失方程和伽柏不确定性之间的关系在谐振形线的半峰全宽和共振激发寿命。发展理论的潜力进行了简要讨论，在最近的测量的背景下。
2012-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-Torque Driven Magnetization Dynamics: Micromagnetic Modelling
在本文中，我们提出了一个概述的最新进展，在纳米器件中的自旋力矩诱导磁化动力学的理解，使用介观微磁学模拟。我们首先指定如何自旋扭矩项可以添加到通常的朗道-Lifshitz-吉尔伯特磁化运动方程，并详细说明其物理意义。在简要描述了宏观自旋近似中的自旋力矩驱动动力学之后，我们讨论了这种近似对于各种实验相关几何的有效性。接下来，我们对从纳米柱装置获得的精确实验数据和相应的数值模拟进行了详细的比较。我们表明，一方面，观察到的磁化动力学的许多定性的重要特征（例如，非线性频率偏移和频率跳跃随着电流的增加）可以通过复杂的微磁模型令人满意地解释，但另一方面，对这些实验的理解仍然远远没有完成。我们继续进行点接触实验的数值分析，在那里观察到一个更复杂的磁化动力学。模拟结果表明，这种丰富的行为是由于几个强烈的非线性振荡模式的形成。在本文的最后一部分，我们强调了样品表征的重要性，并得出结论与一些重要的评论之间的关系，微磁建模和实际实验。
2007-10-31 cond-mat.mes-hall
Atomic level micromagnetic model of recording media switching at elevated temperatures
提出了一种颗粒记录介质的原子级微磁模型，并应用于研究高温下外场诱导的颗粒反转，该反转捕获了非均匀反转模式。结果与传统的方法，采用朗道-Lifshitz-吉尔伯特方程的基础上均匀磁化的晶粒与指定的固有温度分布$M(T)$和$K(T)$。使用标称参数对应的高各向异性FePt型介质设想的能量辅助磁纪录，我们的研究结果表明，原子级反转稍微降低了所需的字段在高温下切换晶粒，但结果在更大的波动，当一个均匀磁化的晶粒模型相比。
2012-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
A three-dimensional spin-diffusion model for micromagnetics
我们实现了一个有限元方案，解决了兰道-Lifshitz-吉尔伯特方程耦合到一个扩散方程占自旋极化电流。后者不仅解决了磁性材料中的自旋积累，而且解决了超导导体中的自旋积累。所提出的方法结合了Slonczewski的模型描述的自旋扭矩在磁性多层膜以及张和李的模型描述的电流驱动的畴壁运动。此外，它能够解决自旋积累的时间演化，或者通过选择足够大的时间步长以绝热方式处理它。
2015-05-18 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Micromagnetic modelling of magnetic domain walls and domains in cylindrical nanowires
磁性圆柱形纳米线是一种非常吸引人的材料，其弯曲的几何形状允许许多新颖的磁效应和各种非平凡的磁结构。微磁建模在揭示磁性纳米线的磁化强度分布方面起着重要作用，通常无法通过成像方法获得足够的细节。在这里，我们审查的形状各向异性为主的纳米线和纳米线与竞争的形状和磁晶各向异性的磁性，所揭示的微磁学建模。我们讨论了各种磁壁和磁畴报告的微磁学模拟在圆柱形纳米线。最已知的畴壁类型是横向畴壁和涡旋（布洛赫点）畴壁，并且它们之间的过渡取决于材料和纳米线直径。重要的是，圆柱形纳米线中的场或电流驱动的畴壁可以实现非常高的速度。在最近的模拟与较大直径的纳米线的skyrmion管也有报道。在具有大的饱和磁化强度的纳米线中，这些管的芯可以形成螺旋形（“螺旋形”）结构。Skyrmion管的拓扑结构在钉扎机制中起着重要的作用，这里以FeCo调制纳米线为例进行讨论。其他讨论的例子包括反槽（“竹”纳米线）的hcp钴和FeCo纳米线和钴镍多段纳米线的rexistance磁化配置的影响。
2019-07-04 cond-mat.mes-hall
Bloch Point Structure in a Magnetic Nanosphere
微磁奇点，即所谓的布洛赫点，可以在纳米球中形成亚稳态。我们对可能的布洛赫点类型进行了分类，并解析地导出了不同布洛赫点内部的磁化强度分布形状。我们发现，外部梯度场可以稳定的布洛赫点：布洛赫点的形状成为径向依赖的一个和计算的磁化结构的纳米球，这是在一个很好的协议进行自旋晶格模拟。
2012-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Pseudo-Spin Based Dynamical Model for Polarisation Switching in Ferroelectrics
用两种自旋动力学方法研究了铁电链中电偶极子对动态外场响应的微观现象。一种是突出的微磁方法，另一种是具有可变大小的赝自旋的微磁方法。铁电链中储存的能量由具有电赝自旋的横向伊辛模型（TIM）描述。模拟是基于修改后的Landau-Lifshitz-Gilbert（LLG）方程，这是进动自由。给出了所得结果，并与附录中的Landau-Devonshire（L-D）理论的结果进行了比较。
2015-12-07 cond-mat.mes-hall
A self-consistent spin-diffusion model for micromagnetics
我们提出了一个三维微磁模型，动态地解决了耦合到全自旋扩散方程的Landau-Lifshitz-Gilbert方程。与以前的方法相比，我们解决了磁化动力学和电势在一个自洽的方式。这种处理允许磁化依赖电阻变化的准确描述。此外，所提出的算法描述了由于平滑的磁化过渡和由于在多层结构中的材料界面的自旋积累。该模型及其有限元实现验证了电流驱动的磁涡流结构的运动。在第二个实验中，磁性多层结构的电阻率在不同层中的磁化的倾斜角的依赖性进行了研究。这两个例子分别与参考模拟和实验结果吻合良好。
2016-09-16 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Solutions to the Landau-Lifshitz-Gilbert equation in the frequency space: Discretization schemes for the dynamic-matrix approach
本文研究频域中LLG方程动态矩阵方法的离散化方案，提出获得动态算符矩阵表示的算法，并利用对称性与基变换大幅缩减动态矩阵规模，同时给出宏自旋、微磁核及磁振子晶体色散关系的应用示例。
2024-04-01 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Magnetic Skyrmions in FePt Square-Based Nanoparticles Around Room-Temperature
采用微磁学模拟方法研究了具有垂直磁晶各向异性（MCA）的正方形平行六面体磁性FePt纳米颗粒在室温附近的磁化反转过程中形成的磁skyrmions。采用有限差分法求解Landau-Lifshitz-Gilbert方程。探测到了显示Néel skyrmionic形成的磁性配置。通过改变外磁场、长方体磁性纳米粒子的边长和宽度，可以在不同的体系中产生磁性Skyrmions。微磁配置揭示了各种状态，其中包括skyrmion纹理与一个独特的skyrmion形成，并在室温附近的一系列外部场稳定。所形成的Néel skyrmion的尺寸被计算为外场、温度、MCA和纳米颗粒的几何特征长度的函数，其可以被调节以根据需要产生直径低至12 nm的Néel型skyrmion。微磁学模拟表明，在270 - 330 K的温度范围内，可以为缺乏手性相互作用的FePt磁性纳米颗粒系统（如Dzyaloshinskiii-Moriya）创建稳定的skyrmions。
2022-09-10 cond-mat.mes-hall
Magnetic domain wall Skyrmions
重金属/铁磁体异质结构中的自旋-轨道相互作用导致了显著的界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya Interaction，Dzyaloshinski-Moriya Interaction），该作用改变了磁畴壁（DWs）的内部结构，使Néel型结构优于Bloch型结构。然而，这种转变对内部DW缺陷（例如，垂直布洛赫线）尚未探索。我们提出了一个组合的分析和微磁计算来描述一种新的类型的拓扑激励称为DW Skyrmion的特点是由一个$360^\circ$旋转的内部磁化在Dzyaloshinskii DW。我们进一步提出了一种方法来识别DW Skyrmions实验使用菲涅耳模洛伦兹TEM的DW Skyrmions使用这种技术的模拟图像的基础上的微磁学结果。
2019-04-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mode- and size-dependent Landau-Lifshitz damping in magnetic nanostructures: Evidence for non-local damping
我们证明了纳米磁体的尺寸和特定的自旋波模式，可以解释层内横向自旋泵理论的有效阻尼的强烈依赖性。有效的Landau-Lifshitz阻尼是在小至100 nm的单个隔离纳米磁体中光学测量的。测量是通过使用一种新的外差磁光微波显微镜前所未有的灵敏度。实验数据揭示了多个驻波自旋波模式，我们确定通过使用微磁建模具有本地化或离域字符，一般描述为结束和中心模式。这两种模式的阻尼参数取决于纳米磁体的尺寸以及被激发的特定自旋波模式，其值相对于延伸膜的测量值提高了多达40%。与基于光刻引起的边缘损伤的特设考虑的预期相反，端模的阻尼随着纳米磁体的尺寸减小而减小。的数据与理论一致的阻尼所造成的层内横向自旋电流的流动驱动的磁化曲率。这些结果对纳米级自旋电子器件如自旋扭矩转移磁性随机存取存储器的性能具有重要意义。
2013-03-14 cond-mat.mes-hall
Stochastic Thermodynamics of Micromagnetics with Spin Torque
本文将随机 Landau-Lifshitz 方程推广至含自旋流力矩情形，建立功、热与熵泵浦的随机热力学，证明第二定律并导出泵浦熵与总功的涨落定理。
2024-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Time-retarded damping and magnetic inertia in the Landau-Lifshitz-Gilbert equation self-consistently coupled to electronic time-dependent nonequilibrium Green functions
传统的Landau-Lifshitz-Gilbert（LLG）方程被广泛用于描述局部磁矩的动力学，局部磁矩被视为固定长度的经典矢量，其变化被假设为与原因同时发生。在这里，我们证明了最近开发的[M。D. Petrović { \em等人}，{ \tt arXiv：1802.05682}] LLG方程与电子的时间相关量子力学描述的自洽耦合在微观上产生了由也是空间相关的记忆核描述的LLG方程中的时间延迟阻尼。对于局部磁矩的足够慢的动态，存储器内核可以被扩展以提取Gilbert阻尼（与磁化的一阶时间导数成比例）和磁惯性（与磁化的二阶时间导数成比例）项，然而，与常规LLG方程中使用的时间无关参数相比，这些项的参数是时间相关的。我们使用的例子中的单个或多个磁矩旋进的外部磁场，以及场驱动的运动的磁畴壁（DW），量化的差异，其时间演化计算从传统的LLG方程与TDNEF +LLG量子经典混合方法。TDNEG +LLG方法预测的更快的DW运动揭示了重要的量子效应，源于传导电子自旋对经典局部磁矩运动的有限时间，在传统的经典微磁学模拟中缺失。我们还证明了TDNEGF+ LLG计算的数值精确，因此，移动DW和微扰自旋动力公式结合传统的LLG方程计算的相同数量的电荷流泵的非微扰结果之间的巨大差异。
2018-12-06 cond-mat.mes-hall
Externally-driven transmission and collisions of domain walls in ferromagnetic wires
利用Hirota双线性化方法，得到了包含外磁场和自旋极化电流的一维铁磁体动力学（Landau-Lifshitz-Gilbert）方程的多域解析解.一个标准的方法来解决的Landau-Lifshitz方程（没有吉尔伯特项）进行修改，以处理耗散动力学。我建立自旋相互作用参数（交换常数，各向异性，耗散，外场强度和电流强度）和畴壁参数（宽度和速度）之间的关系，并将它们与Walker近似和微磁模拟的结果进行比较。纵向外场驱动的磁畴壁运动进行了分析，特别是相关的两个磁畴壁的场致碰撞。我确定这样的碰撞（这是发现是弹性的）的域壁参数低于和高于沃克击穿（在弱和强场制度）的结果。单畴壁动力学在外部横向场的存在下进行了研究与相关的挑战，增加畴壁速度低于击穿。
2011-09-12 cond-mat.mes-hall
NeuralMAG: Fast and Generalizable Micromagnetic Simulation with Deep Neural Nets
Faculty of Information Engineering and Automation, Kunming University of Science and Technology（昆明理工大学信息工程与自动化学院）；Faculty of Materials Science and Engineering, Kunming University of Science and Technology（昆明理工大学材料科学与工程学院）；BNRist at Tsinghua University（清华大学BNRist）
本文提出 NeuralMAG，用 U 形神经网络加速微磁学模拟中的退磁场计算，将复杂度从 O(NlogN) 降至 O(N)，在保持泛化性的同时显著提升大规模模拟速度。
2024-10-19 cond-mat.mes-hall cs.AI cs.LG
Creation of domain-wall skyrmions in chiral magnets with Landau-Lifshitz-Gilbert dynamics and demagnetization
Henan University（河南大学）；University of Southern Denmark（南丹麦大学）；Hiroshima University（广岛大学）；Keio University（庆应义塾大学）
利用Landau-Lifshitz-Gilbert方程研究手性铁磁系统中孤立体斯格明子被空畴壁吸收的过程，绘制了Bloch型和Néel型DMI下产生、排斥或湮灭的完整相图，并指出不稳定畴壁可产生畴壁斯格明子-反畴壁斯格明子对。
2026-06-11 cond-mat.mes-hall hep-th
Micromagnetic simulations of the size dependence of the Curie temperature in ferromagnetic nanowires and nanolayers
我们解决了有限温度区的Landau-Lifshitz-Gilbert方程，其中热波动由随机磁场模拟，其方差与温度成正比。通过将温度与计算单元尺寸$Δx$（$T \to T\,Δx/a_{\text{eff}}$，其中$a_{\text{eff}}$是晶格常数）[M. B. Hahn，J. Phys. Comm.，3：075009，2019]，我们获得了与钴、铁和镍的实验值一致的居里温度$T_{\text{C}}$。对于有限尺寸的物体，如纳米线（1D）和纳米层（2D），居里温度随系统的最小尺寸$d$而变化。我们发现，计算的有限尺寸$T_{\text{C}}$和散装$T_{\text{C}}$之间的差异遵循幂律的类型：$(ξ_0/d)^λ$，其中$ξ_0$是在零温度下的相关长度，和$λ$是一个临界指数。我们得到的值$ξ_0$在纳米范围内，也与其他模拟和实验。对于所有考虑的材料和几何形状，计算的临界指数接近于$λ=2$。这是平均场方法的预期结果，但略大于实验观察到的值。
2024-04-25 cond-mat.mes-hall cs.NA math.NA
Multiscale Model Approach for Magnetization Dynamics Simulations
在多尺度环境中的磁化动力学的模拟，使快速评估的Landau-Lifshitz-Gilbert方程在介观样品与纳米级的精度在需要这种精度的领域。我们已经开发了一种多尺度磁化动力学模拟方法，可以应用于大系统的自旋结构，局部变化的小长度尺度。为了实现这一点，传统的微磁模拟框架已被扩展到包括一个多尺度求解例程。该软件根据位于其中的自旋结构选择性地模拟铁磁样品的不同区域，以便采用合适的离散化并使用微磁或原子模型。为了证明多尺度方法的有效性，我们模拟了自旋波传输的两个不同的模型和不同的离散模拟的区域。我们发现，区域之间的界面是完全透明的自旋波的频率低于一定的阈值设置的粗尺度微磁模型没有明显的衰减，由于模型之间的接口。作为一个精确的分析理论的比较，我们表明，在一个系统与Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用导致自旋螺旋，模拟的多尺度结果是在很好的定量分析计算。
2016-09-29 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Intrinsic mixed Bloch-Néel character and chirality switch of skyrmions in asymmetric epitaxial trilayer
在铁磁和非磁性材料的交替原子层组成的系统中，手性磁化结构的稳定和操纵方面的最新进展有望在自旋电子学技术中实现创新。系统的低维度促进了自旋轨道驱动的界面效应，如反对称Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interactions）和表面磁各向异性，其相对强度可以被调节以实现具有固定手性的稳定纳米尺寸的磁性物体。虽然在大多数情况下，这是通过工程复杂的多层堆叠，其中层间偶极场变得重要，我们在这里考虑一个简单的外延三层，其中的铁磁体，具有可变的厚度，嵌入在重金属和石墨烯之间。后者增强了系统的垂直磁各向异性，促进了Rashba型自旋，并且可以维持很长的自旋扩散长度。我们使用一个层分辨的微磁模型（LRM）来描述的磁化纹理和他们的手征。我们的结果表明，对于厚度大于3.6 nm的Co，具有逆时钟手征的本征混合布洛赫-内尔特征的skyrmion在整个（单个）Co层中稳定。值得注意的是，对于大于5.4 nm的厚度，skyrmion切换其手性，从逆时针到顺时针。
2019-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Antiferromagnetic Bloch line driven by spin current as room-temperature analog of a fluxon in a long Josephson junction
本文提出自旋电流驱动的反铁磁畴壁中布洛赫线可作为长约瑟夫森结磁通量子的室温类比，并给出创建、移动、读取和删除该布洛赫线的方案，经微磁模拟验证，有望用于磁存储与逻辑器件。
2023-10-16 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Dynamics and reversible control of the vortex Bloch-point vortex domain wall in short cylindrical magnetic nanowires
本研究通过数值模拟与解析建模，揭示短圆柱形铁磁纳米线中SV与BP-DW态的可逆切换机制，给出低功耗操控的最优参数，为拓扑磁存储器研发提供新方向。
2023-04-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
