Magnetic neutron scattering on nanocomposites: decrypting cross-section images using micromagnetic simulations
我们已经使用数值微磁学的纳米复合材料的磁（小角度）中子散射截面的计算。我们的方法的新颖之处在于在可能性研究的总磁散射的个人贡献的应用领域的依赖性。这种微磁工具是中子实验的理想补充，在中子实验中，通常只测量磁化的傅立叶分量的加权和。该过程提供了关于纳米磁体的磁性微结构和相应的磁性散射的独特和基本信息。特别是，我们的模拟结果解释了最近观察到的双相纳米复合材料中的偶极相关性，并提供了一个答案的问题的明确依赖的磁化傅立叶系数的散射矢量。
2011-11-11 cond-mat.mes-hall
Magneto-optical and micromagnetic simulation study the current driven domain wall motion in ferromagnetic (Ga,Mn)As
利用空间分辨的极磁光克尔效应显微镜和微磁学模拟研究了具有垂直各向异性的Ga_（0.95）Mn_（0.05）As霍尔棒结构中电流驱动的畴壁运动。无论初始磁位形如何，畴壁的传播方向与临界电流为1~ 2 × 10^5A/cm ^2的电流方向相反。考虑自旋转移矩项以及各种有效磁场项后，微磁学模拟结果与实验结果一致。我们的模拟和实验结果表明，自旋力矩，而不是奥斯特场是在这种材料中的电流驱动的畴壁运动的原因。
2008-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Micromagnetic Simulation of Amorphous Ferrimagnetic TbFeCo Films with Exchange Coupled Nanophases
磁滞回线测量发现非晶铁磁TbFeCo薄膜在补偿温度附近表现出交换偏置效应。所观察到的交换各向异性被认为是源于分布在薄膜内的两个纳米级非晶相之间的交换相互作用。在这里，我们提出了一个计算模型的相分离TbFeCo使用微磁模拟。两种类型的细胞具有不同的Tb浓度分布在模拟空间内，以获得由两个纳米级非晶相组成的异质结构。每个单元包含分离的Tb和FeCo组分，形成两个反铁磁耦合的子晶格。利用该模型，我们能够证明交换偏置效应的存在，并且磁滞回线的移动与实验相一致。本文中开发的微磁性模型的异质磁性材料也可以解释一些最近的测量在晶体薄膜中的交换偏置效应。
2016-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Micromagnetics of magnetic chemical modulations in soft-magnetic cylindrical nanowires
我们分析了短的纵向调制的高磁化强度的材料在圆柱形纳米线制成的软磁材料的较低的磁化强度，如坡莫合金，结合磁显微镜，分析建模和微磁模拟的微磁学。磁化强度的不匹配导致调制中磁化强度绕轴卷曲，试图屏蔽界面磁荷。卷曲角随调制长度增加，直到达到平台，其中对于特定长度尺度~ $Δ_\mathrm{mod}$几乎完全电荷屏蔽，大于两种材料中的任一种的偶极交换长度。卷曲循环可以通过由充电电流产生的奥斯特场来切换，该充电电流对于$\sim$ 100 nm的直径具有典型幅度$10^{12} A/m^{2}$，并且对于$Δ_\mathrm{mod}$达到最大值。
2022-09-06 cond-mat.mes-hall
Current-driven vortex domain wall dynamics by micromagnetic simulations
采用二维解析模型和微磁模拟方法研究了电流驱动的涡壁动力学。通过构造磁线中涡旋壁的试函数，解析求解了电流诱导自旋力矩存在时的畴壁速度和形变。计算了畴壁从涡壁向横壁转变的临界电流。场和电流驱动的壁动力学之间的比较进行。微磁学模拟进行验证我们的分析结果。
2006-05-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Micromagnetic structure of oxidized magnetite nanoparticles: sharp structural versus diffuse magnetic interface
本研究通过数值微磁模拟和自旋极化小角中子散射技术，揭示了磁铁矿纳米颗粒氧化过程中存在锐利结构界面但磁化强度平滑过渡的扩散磁界面，解释了部分氧化颗粒磁性能更优的原因。
2025-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Micromagnetic study of equilibrium states in nano hemispheroidal shells
我们提出的薄铁磁纳米半球壳的尺寸范围从1到50纳米（内部尺寸）的微磁学模拟结果。根据球壳的几何参数和磁参数，球壳中存在四种不同的磁相：易轴、易面、洋葱和涡旋。分析了涡流磁化强度分布的剖面，讨论了不同涡流分析方法的局限性和适用性。此外，我们调查的总能量密度为每个磁分布的半球壳尺寸的函数。
2016-07-04 cond-mat.mes-hall
Spin-ice behavior of three-dimensional inverse opal-like magnetic structures: micromagnetic simulations
我们进行微磁学模拟的磁化分布在反蛋白石结构（IOLS）由铁磁材料（镍和钴）。它示出，这些复杂的结构，其特征长度约为700 nm的单位细胞，可以分为一组的结构元素，其中一些行为像伊辛类对象。在较宽的外磁场范围内观察到了旋冰行为。数值结果成功地描述了实验的磁滞曲线在Ni和Co基IOLS的磁化。我们的结论是，铁磁IOLS可以被认为是三维人工自旋冰的第一个实现。
2016-02-23 cond-mat.mes-hall
Micromagnetic Simulations Study of Skyrmions in Magnetic FePt Nanoelements
在330 nm的三角形棱柱磁性纳米元件的磁化反转与可变磁晶各向异性类似的部分化学有序的FePt的研究使用微磁模拟采用有限元离散化。几个磁性能，包括磁skyrmion数$S$的评价计算，以表征磁配置表现出涡旋状的形成。磁涡旋和skyrmions揭示在不同的系统中产生的变化的大小和相对取向的磁晶各向异性方向，相对于正常的三角棱柱基地。对于磁晶各向异性垂直于纳米元素基底的情况，已经检测到skyrmion数大于1的微磁配置。对于特定的磁晶各向异性值三个不同的skyrmions形成并持续一系列的外部领域。基于模拟的skyrmion数S的计算表明，可以为缺乏手性相互作用的磁性纳米颗粒系统（如Dzyaloshinsky-Moriya）创建skyrmion，但只需改变磁晶各向异性。
2018-09-29 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Study of spin dynamics and damping on the magnetic nanowire arrays with various nanowire widths
我们研究了铁磁纳米线阵列中包含吉尔伯特阻尼的自旋动力学。我们利用矢量网络分析仪铁磁共振（VNA-FMR）测量了铁磁纳米线阵列的铁磁共振，并对测量结果进行了微磁学模拟分析。我们发现实验的VNA-FMR谱和微磁学模拟结果之间的各种应用磁场非常好的协议。我们发现纵向条件下的退磁因子Nz（Ny）随着纳米线宽度的减小而增大（减小）。对于横向磁场，Nz（Ny）随着纳米线宽度的增加而增加（减小）。我们还发现，吉尔伯特阻尼常数从0.018增加到0.051的纳米线宽度的横向情况下，而它几乎是恒定的0.021的纵向情况。
2015-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic skyrmion interactions in the micromagnetic framework
磁skyrmions是一个非平凡的拓扑绕组数磁化的局部漩涡。这种缠绕增加了它们对超顺磁性的鲁棒性，并产生了无数新颖的动力学特性，使它们成为下一代信息载体。最近的运动方程的skyrmion推导出使用的方法开创了Thiele，允许宏观skyrmion系统有效地建模。这种强大的技术的先决条件，一个人必须有一个skyrmion和所有其他磁结构在其环境之间的相互作用的函数形式的先验知识。在这里，我们试图减轻这个问题，提供一个简单的解析表达式，可以产生任意的排斥相互作用势的微磁哈密顿量。我们还讨论了一个玩具模型的径向轮廓的skyrmion，这是准确的材料参数范围很广。
2020-01-20 cond-mat.mes-hall
Switching Properties in Magnetic Tunnel Junctions with Interfacial Perpendicular Anisotropy: Micromagnetic Study
通用存储器的作用可以成功地满足磁隧道结（MTJ）的写入机制是基于自旋转移矩（STT）。在CoFeB和MgO之间的界面处具有界面垂直各向异性（IPA）的MTJ中，已经实现了开关特性（较低的开关电流密度维持热稳定性）的改善。在本文中，微磁学模拟指出IPA和饱和磁化强度（MS）的快速磁化反转在5，10和20 ns实现的性能的影响。两种情况下的平面和平面外的自由层。此外，包括在20 ns的面内开关的热效应和开关过程中的能量耗散的完整分析说明。该研究可为基于STT的存储器设计提供参考。
2014-02-18 cond-mat.mes-hall
Micromagnetic Simulation of Three-dimensional Nanoarchitectures
本文通过微磁学仿真研究了三维铁磁纳米架构的高频磁性动力学，发现其几何结构与磁化状态会产生特征高频特征，为磁振子研究和可重编程磁性超材料开辟了新途径。
2023-10-19 cond-mat.mes-hall
Phase diagram of magnetic configurations for soft magnetic nanodots of circular and elliptical shape obtained by micromagnetic simulation
亚微米尺寸的软磁材料的磁盘或点可以具有作为最低能量磁配置的单畴结构，其磁化垂直于或平行于平面，或者可以形成磁涡旋。在磁存储器应用中，这些涡旋的特性可用于编码数据位。在目前的工作中，OOMMF代码被用来计算微磁学模拟的能量和磁化的圆形和椭圆形坡莫合金纳米点。对于椭圆形磁点，在保持2：1轴比的情况下，对不同的厚度和长轴长度进行了分析。从模拟中，构建了相图，其中纳米点的基态配置表示在纳米点高度与椭圆长轴$2a$长度的关系图中。所获得的相图包括一个和两个涡的区域;它是类似的，但更复杂的比使用数值缩放的方法，因为它包括配置与横向涡。这些图是有用的指导选择的尺寸的椭圆纳米点的实际应用。
2009-09-30 cond-mat.mes-hall
Micromagnetic Design of Bias-Free Reconfigurable Microwave Properties in Hexagonal Shaped Multilayer Nanomagnets
本文通过微磁模拟研究六边形多层纳米磁体，利用场初始化方法实现两种剩磁状态，并通过纳秒脉冲场调节磁化动力学，实现亚GHz和GHz区域的可重构频率偏移。
2025-08-06 cond-mat.mes-hall
Analysis of the Collective Behavior of a 10 by 10 Array of Fe3O4 Dots in a Large Micromagnetic Simulation
我们报告了一组100个铁氧体（Fe $_3$ O $_4$）圆柱形点，排列在一个10 × 10的正方形（平面）阵列的侧面3.27 $μ$ m，由外部面内磁场激发的完整（3D）微磁模拟。由此产生的功率谱的磁激励和动态磁化场在由此产生的共振模式进行了研究。的吸收光谱偏离单粒子参考模拟，提出了一个模式转移和分裂的效果。我们发现通过阵列中心的反转对称性，在这个意义上，每个粒子和它的反转对应物共享近似相同的磁化模式行为。磁振子设计的目的是同步或相干调谐的自旋波激发在给定的空间上分离的点内的一个规则的正方形阵列可能会受益于这里描述的新效果。
2011-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
First-principles theory of spin magnetic multipole moments in antiferromagnets
Colorado State University（科罗拉多州立大学）；National Taiwan University（台湾大学）；National Center for Theoretical Sciences（国家理论科学中心）；University of Washington（华盛顿大学）
本文提出通过非局域自旋密度在宏观麦克斯韦方程中统一描述反铁磁体的任意阶自旋磁多极矩，揭示长波长下多极序参量的系统研究路径。
2026-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nanoscale Domain Wall Dynamics in Micromagnetic Structures with Weak Perpendicular Anisotropy
本文利用时间分辨软X射线成像研究弱垂直各向异性坡莫合金微结构，揭示振荡磁场下畴壁反转点平移、自旋波成核及涡核回旋等动力学。
2025-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Various facets of magnetic charge correlation: Micromagnetic and distorted waveBorn approximation simulations study
磁荷准粒子概念的提出为研究二维人工阻挫磁体的磁性质演化提供了一个新的领域。我们报告的探索磁相位由于各种磁荷相关性使用的微磁和扭曲波玻恩近似模拟在人工坡莫合金蜂窝晶格的互补数值技术。蜂窝元件长度在10 nm和100 nm之间变化，而宽度和厚度保持在单域极限内。在单畴蜂窝晶格中，除了电荷有序的环态外，我们还观察到了无序的电荷排列，其特征在于$\pm$ Q电荷的随机分布。随着蜂窝单元长度的增加，低多重数磁荷倾向于在较薄的晶格中形成连续的带。单元长度为100 nm的薄蜂窝晶格表现出完美的自旋冰图案，其不受单元尺寸宽度的适度增加的影响。我们模拟的借口下的扭曲波玻恩近似形式主义的微磁相的散射剖面。研究结果对蜂窝状人工磁体中磁相的实验研究具有一定的指导意义。
2021-05-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Micromagnetic study of skyrmion stability in confined magnetic structures with perpendicular anisotropy
Skyrmions是一种新兴的自旋拓扑结构，在未来的数据存储和自旋电子学应用中具有潜在的革命性意义。磁性材料中Skyrmion的存在和稳定性通常与块状磁体或缺乏反转对称性的磁性薄膜中Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interaction，Dzyaloshinski-Moriya interaction）的存在有关。虽然已经提出了一些方法来产生孤立的skyrmions在薄膜与自旋电子器件，一个彻底的研究条件下，skyrmions将保持稳定，以便在集成的自旋电子器件中进行操作仍然是一个悬而未决的问题。这种结构的稳定性被认为是垂直磁各向异性（PMA）、磁致伸缩以及几何结构与静磁学之间的相互作用的理想组合的结果。在目前的工作中，我们展示了一些微磁性的结果，支持以前的实验观测磁skyrmions在自旋阀堆栈具有广泛的范围内的磁电阻值。通过对钴基盘的微磁学模拟，我们得到了不同PMA、不同介电常数和几何参数下的磁基态组态。Skyrmion数，对应的拓扑电荷，计算在所有情况下，并确认发生孤立的，稳定的，轴对称的skyrmion的几种组合的dielectric和各向异性常数。在磁盘的skyrmions的稳定性，然后在磁场和自旋极化电流下，在有限的温度下，突出这些自旋织构在自旋电子器件的适用性的限制。
2017-09-22 cond-mat.mes-hall
Micromagnetic instabilities in spin-transfer switching of perpendicular magnetic tunnel junctions
微磁不稳定性和非均匀磁化状态在纳米尺度磁性元件的自旋转移感应开关中起着重要作用。在这里，我们在垂直磁化的磁性隧道结纳米柱模型畴壁介导的开关动力学。我们发现，畴壁表面张力总是导致磁化振荡和不稳定性与磁盘形状的结。一个集体坐标模型的开发，捕捉这些不稳定性的方面，并说明其物理起源。模型结果进行了比较，微磁模拟。的切换动力学被发现是非常敏感的畴壁的位置和相位，其特征在于在磁盘平面的磁化的角度。这种灵敏度在存在自旋力矩的情况下降低，并且移位畴壁所需的自旋电流可以远小于用于从均匀磁化状态切换的阈值电流。该模型的预测是开关过程中频率增加的电导振荡。
2020-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Effects of current on nanoscale ring-shaped magnetic tunnel junctions
我们报道了纳米环形磁性隧道结中电流驱动磁化翻转的观测和微磁学分析。当电流密度超过$6\times 10^{6}$ A/cm $^2$数量级的临界值时，两个磁环的磁化可以在平行和反平行洋葱状态之间来回切换。理论分析和微磁学模拟表明，电流驱动开关的主要机制是自旋力矩，而不是电流诱导的圆形奥斯特场。
2008-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gauge theory applied to magnetic lattices
微磁交换通常通过在立方晶格上执行海森堡模型的连续极限来导出，其中交换积分被假设为对于所有最近的邻居是相同的。这种限制通常迫使使用微观理论来解释高阶磁相互作用的出现，例如Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interaction）。在本文中，我们结合图形和规范场的理论，同时考虑晶体的对称性，自旋轨道耦合的影响和它们的相互作用的微磁水平。我们得到了一个微磁理论占在交换的所有订单的晶体对称性的限制，并展示了如何成功地预测微磁的所有32个点群的形式。
2022-09-09 cond-mat.mes-hall
Regularized Micromagnetic Theory for Bloch Points
University of Luxembourg（卢森堡大学）；Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心）
本文提出一种正则化的微磁模型，允许磁化矢量长度变化但不超阈值，通过约束磁化为S3球面参数，推导出正则化的Landau-Lifshitz-Gilbert方程和Thiele方程的类比方程，用于描述包含布洛赫点的磁性纹理动态。
2025-08-27 cond-mat.mes-hall
Mapping the magnonic landscape in patterned magnetic structures
我们报告了一个混合的数值/分析模型的发展，能够映射的局部铁磁共振（FMR）的频率和动态磁化率的空间变化分布在广泛的一类图案化和成分调制的磁结构。从数值模拟的静态微磁状态开始，磁化被有意地垂直于其平衡取向偏转，并且使用微磁软件评估响应于该偏转而生成的磁场。这使我们能够计算出的元素的有效退磁张量，然后使用内的线性分析形式主义映射的本地FMR频率和动态磁化率。为了说明使用该模型可以获得的典型结果，我们分析了三个在一维或二维中具有非均匀性的微磁系统，并成功地解释了在每种情况下观察到的自旋波发射，证明了Schlömann激发机制的普遍存在性。最后，发展的局部FMR频率模型可以用来解释如何自旋波可以被限制和操纵使用各种起源的磁不均匀性，使其成为一个强大的工具，用于映射的梯度磁振子指数在磁振子。
2017-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Micromagnetic simulations of magnetoelastic spin wave excitation in scaled magnetic waveguides
利用磁弹性效应研究了尺度磁波导中自旋波的激发。在均匀磁化的系统中，平行或垂直于磁化方向的法向应变不会导致自旋波激发，因为磁致弹性扭矩为零。使用微磁学模拟，我们表明，由于退磁场的影响，在亚微米波导中的磁化的不均匀性导致的自旋波的激励振荡正常应变平行和垂直于磁化。双轴法向面内应变的激发被认为是更有效的比单轴法向面外应变。对于宽度为200 nm的窄波导，双轴面内法向应变的激发效率与剪切应变的激发效率相当.
2017-08-21 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Magnetic structure of the promising candidate for three-dimensional artificial spin ice: small angle neutron diffraction and micromagnetic simulations
自旋冰中出现的几何挫折导致了迷人的涌现物理性质。如今，人工结构种类繁多，在纳米级上模仿自旋冰，并展示了一些新的效果。大多数纳米尺度的自旋冰是二维的。铁磁反蛋白石结构（IOLS）是三维系统表现出自旋冰行为的鼓舞人心的例子之一。然而，对其属性的详细检查并不简单。缺乏能够明确恢复三维介观结构中磁化强度分布的实验技术。在这项工作中，我们使用的方法的基础上互补开发的小角中子衍射技术和微磁学模拟。外部磁场沿IOLS介观结构的三个主要方向施加。计算和测量数据的比较使我们能够确定IOLS的磁状态。计算结果与自旋冰模型符合得很好。揭示了退磁场和涡流状态对磁化过程的影响。此外，我们推测，这种方法也可以应用到其他三维磁性介观结构。
2018-07-20 cond-mat.mes-hall
Micromagnetic simulations with periodic boundary conditions: Hard-soft nanocomposites
我们开发了一种微磁学方法，用于沿任意数量的维度建模具有周期性边界条件的磁性系统。的主要特点是一个适应的Ewald求和技术的远程偶极相互作用的评价。该方法被应用于研究具有不同几何形状的硬-软磁纳米复合材料的磁滞过程。不同的微磁参数的结果的依赖关系进行了研究。我们发现，层状结构的平面外硬相易轴的滞后特性是非常敏感的层间交换耦合的强度，只要硬相的自发磁化强度显着小于软相。并对这一现象的成因进行了探讨。此外，我们研究了软相尺寸优化的硬-软纳米复合材料的能量积。
2015-10-29 cond-mat.mes-hall
Determination of the energy of the Dzyaloshinskii-Moriya interaction in [Co/Pd(111)]5 superlattices with different Co thickness by micromagnetic simulations of labyrinth domain structures
确定Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的能量以及铁磁/磁多层系统中基本磁特性的定义都是构建磁skyrmion记录介质所必需的。本文介绍了一种估算有效Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用能量的方法，该方法比较了微磁模拟和实验测量的退磁畴结构的周期性。对称外延[Co/Pd（111）]5超晶格与不同厚度的Co层被用作研究系统。研究了不同Co层厚度的外延[Co（dCo）/Pd]5超晶格的结构和磁性。测定了[Co（dCo）/Pd]5多层结构中有效Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用能量与Co层厚度的关系。讨论了Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用与Pd/Co界面和Co/Pd界面应变不对称性的关系。在测量磁结构之前的模拟参数和退磁方法影响所获得的结果。建立了在微磁学模拟中设置所有层的必要性。层间偶极耦合对迷宫畴结构周期性的影响也被证实。
2019-11-24 cond-mat.mes-hall
Micromagnetic evaluation of the dissipated heat in cylindrical magnetic nanowires
磁性纳米线由于其大的形状各向异性，在交流电场下具有很好的发热性能。它们可用于催化、高温或水净化处理。在目前的工作中，我们从理论上评估由一个单一的磁性纳米线，起源于域壁动力学的交流场的作用下耗散的热量。我们比较坡莫合金纳米线（通过横向壁传播退磁）与Co fcc纳米线，其反转模式是通过一个涡旋畴壁。平均磁滞回线面积-与比吸收率（SAR）成比例-作为场频率的函数，在200 MHz-1 GHz范围内具有明显的最大值。该最大频率在坡莫合金中比在Co中小，并且取决于纳米线长度。提出了一个简单的模型相关的成核和传播时间和畴壁速度（高于为横向畴壁的旋涡）来解释非单调SAR依赖于频率。
2018-02-13 cond-mat.mes-hall
Emergent Magneto-multipoles and Nonlinear Responses of a Magnetic Hopfion
磁hopfion的三维出射磁场$\textbf{B}^e$以类似于经典电磁场多极的方式产生出射磁多极。在这里，我们证明了一个hopfion的非线性响应的特点是它的出射磁环矩${T}^e_z = \frac{1}{2}\int (\textbf{r}\times \textbf{B}^e)_z dV$和出射磁八极分量${\it Γ}^e =\int [(x^2+y^2)B^e_z - xz B^e_x - y z B^e_y] dV$。在沿（垂直于）${T}^e_z$方向施加的交流驱动电流下，该hopfion表现出非互易动力学（非线性hopfion霍尔效应）。非互易性和非线性霍尔角的符号由Hopfion的极性和手征性决定。本文还讨论了磁hopfion引起的非线性电输运。这项工作揭示了突现磁多极子在非线性hopfion动力学中的重要作用，并可能激发对突现电磁多极子引起的拓扑自旋织构的动力学响应的进一步研究。
2022-12-07 cond-mat.mes-hall
Micromagnetic modelling of magnetic domain walls in curved cylindrical nanotubes and nanowires
我们研究了曲率对弯曲圆柱形纳米管和纳米线中畴壁构型的能量和稳定性的影响。我们使用微磁学模拟计算的相图中的横壁（TW）和涡流壁（VW）状态的管，找到基态配置和亚稳区，这两种类型的壁可以存在。曲率的引入将TW是基态畴壁的范围移动到更高的直径，并增加了亚稳性的范围。我们解释这种行为主要是由于曲率引起的有效Dzyaloshinskiii-Moriya长期的交换能。此外，我们定性地证明了相同的行为在固体圆柱形纳米线。比较管和线，我们观察到如何，而在管曲率往往会抑制从TW到VW的变换，在电线中，它促进了包含布洛赫点的VW到TW的变换。这些发现对三维几何结构中畴壁的基本理解以及未来畴壁器件的设计具有重要意义。
2021-03-18 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Micromagnetic Modeling of Surface Acoustic Wave Driven Dynamics: Interplay of Strain, Magnetorotation, and Magnetic Anisotropy
Sorbonne Université（索邦大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Institut des Nanosciences de Paris（巴黎纳米科学研究所）；Université de Strasbourg（斯特拉斯堡大学）；Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg（斯特拉斯堡材料与物理化学研究所）
研究表面声波与自旋波耦合机制，探讨高效耦合条件及平行于外磁场传播的特殊应用配置。
2026-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Collective Coordinate Descriptions of Magnetic Domain Wall Motion in Perpendicularly Magnetized Nanostructures under the Application of In-plane Fields
磁畴壁的操纵可用于改进下一代存储器和感测装置的能力。最近对这种器件感兴趣的材料包括夹在重金属和氧化物之间的铁磁体的异质结构，其中自旋轨道耦合和破缺的反转对称性引起Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interaction，Dzyaloshinski-Moriya interaction），稳定手性畴壁。这些手性畴壁的运动效率可以使用面内磁场来控制。该性质已被用于测量抗弯强度。虽然微磁模拟能够准确地预测在这些材料中的面内场下的畴壁运动，但是集体坐标模型（诸如$q-ϕ$和$q-ϕ-χ$模型）未能再现微磁结果。在这项理论工作中，我们提出了一套扩展的集体坐标模型，包括在域中的倾斜，更好地再现微磁性的结果，并帮助我们更好地理解面内场对磁畴壁的影响。这些模型与微磁模拟结合使用，以确定观察到的畴壁的运动中的临界点驱动的面外磁场，和电流下的磁面内场。我们的新模型和结果有助于开发基于垂直磁化材料的未来畴壁器件。
2018-06-07 cond-mat.mes-hall
Electric-field guiding of magnetic skyrmions
我们从理论上研究了反转对称性破缺的磁性薄膜中的纳米磁性skyrmions的平衡和动力学性质，其中电场通过自旋轨道耦合与磁化强度耦合。基于一个基于量子力学的唯象和微磁模拟，我们表明，这种电场耦合，通过重整化的微磁能，修改的skyrmion的平衡性质。这种变化，反过来，在一个显着的电流引起的skyrmion运动的改变的结果。特别是，速度和方向的skyrmion可以通过设计一个所需的能量景观电，我们描述在Thiele的分析模型，并证明在微磁模拟，包括电场控制的磁各向异性。我们还使用这种电场控制构造门用于控制skyrmion运动表现出晶体管和多路复用器一样的功能。因此，所提出的电场效应可以提供一个低能量的电旋钮，以扩展使用skyrmions的信息处理的范围。
2015-05-15 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
Modification of microstructure and micromagnetic properties in Gd-Fe thin films by rapid thermal processing
研究了快速热处理（RTP）对Gd-Fe薄膜的微结构和磁性能的影响，重点研究了Gd-Fe薄膜的磁结构。100 nm厚的非晶Gd-Fe薄膜显示出特征尺寸为122 nm的长条状磁畴，这表明该系统中垂直磁各向异性（PMA）的发展。RTP在550 ℃下持续不同的时间间隔，即5，10，15，20分钟，诱导Fe在非晶Gd-Fe基体上结晶。透射电子显微镜的横截面成像揭示了Fe掺杂和反应的膜-基底界面的存在，这也被卢瑟福背散射光谱所证实。随着RTP时间的增加，形貌特征的特征尺寸和阈值高度增加。当处理后的薄膜的磁衬度下降时，纳米晶粒的阈值高度增加导致磁力显微图像中的形貌主导的混合相。磁化测量清楚地表明磁化方向从垂直于表面平面的重新取向。为了揭示各向异性修改对磁畴结构的影响，已经进行了3D微磁模拟，其显示随着原始各向异性减少50%，磁化强度试图在表面的平面内取向，而平面内（沿xz平面）倾斜角30 °被估计为所研究的Gd中垂直磁化分量减小的阈值。Fe薄膜系统。
2018-03-24 cond-mat.mes-hall
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
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
Micromagnetic Simulations of Ferromagnetic Rings
薄的纳米磁环已经引起了人们对磁化反转的基础研究以及它们在各种应用中的潜力的兴趣，特别是作为磁存储器。他们是一个罕见的例子，几何形状中的热致磁反转率的解析解已被确定，在近似的误差可以估计和有界。在这项工作中，软铁磁环的数值模拟被用来探索方面的解析解。过渡态附近的能量的演变证实，与分析预测一致，热致磁化反转可以有两个中间状态之一：要么恒定或孤立的鞍形配置，这取决于环的大小和外部施加的磁场。结果证实了分析预测的过渡热激活反转行为的磁场是在恒定的环尺寸变化。模拟还表明，解析的一维模型继续举行，甚至宽环。
2007-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Spin-Point-Group Classification of Multipoles for Nonrelativistic Collinear Magnets
Graduate School of Science, Hokkaido University（北海道大学理学研究科）
本研究针对非相对论共线磁体，完成了所有非磁性点群与共线自旋点群的活性轨道、自旋多极分类，建立了多极与物理响应的对应关系，为相关磁性现象研究提供统一框架。
2026-09-07 cond-mat.mes-hall
Compressibility of micromagnetic solutions in tensor train format
MPhysX OÜ；Tohoku University（东北大学）；CEA, DAM, Le Ripault（法国原子能和替代能源委员会，达姆部门，勒里波实验室）
本文研究了三维磁体中微磁状态的信息稀疏性，提出利用张量列车格式有效压缩数据，降低计算复杂度，提升模拟精度。
2026-04-30 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
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
Demagnetization in micromagnetics: magnetostatic self-interactions of bulk chiral magnetic skyrmions
KTH Royal Institute of Technology（瑞典皇家理工学院）；University of Leeds（利兹大学）
研究通过考虑偶极子相互作用，揭示了三维磁性螺旋涡旋中反涡旋晶体的稳定性机制，发现非局部偶极子相互作用可打破DMI项退化，使Heusler反涡旋稳定为正方形晶格。
2026-01-04 cond-mat.mes-hall
Multipole order in two-dimensional altermagnets
The University of Osaka（大阪大学）；Victoria University of Wellington（惠灵顿维多利亚大学）
本研究理论探究二维交替磁体的磁多极阶数，分析三格点最小模型与单层FeSe四格点模型，发现前者具非零磁八极阶数、后者磁八极阶数消失且存在磁十六极阶数，揭示二维交替磁材料分类需超越体材料描述。
2025-10-15 cond-mat.mes-hall
Proposal for a micromagnetic standard problem for materials with Dzyaloshinskii-Moriya interaction
了解Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskii-Moriya interaction，简称Dzyaloshinski-Moriya interaction）在螺旋磁序形成中的作用，以及缺乏反转对称性的磁系统中skyrmions的出现，由于新型自旋技术的巨大潜力，人们越来越感兴趣。作为Skyrmions宿主的候选材料包括属于B20族的材料，如FeGe，已知用于稳定布洛赫类Skyrmions，界面系统如钴多层膜或Ir（111）顶部的Pd/Fe双层，已知用于稳定Néel类Skyrmions，以及最近，具有晶体对称性的合金，其中反Skyrmions被稳定。微磁模拟已成为一种标准的方法，以帮助设计和优化的自旋电子和磁性纳米器件，也适用于建模的设备应用程序，使使用skyrmions。几个公共领域的微磁仿真软件包，如OOMMF，MuMax 3和Fidimag已经提供了不同的磁参数的实现。因此，非常希望提出一个所谓的微磁标准问题，它将允许一个基准测试和测试不同的软件包，以类似的方式，是做的铁磁材料，而没有超导。在这里，我们提供了一系列定义明确且日益复杂的计算问题，用于磁性材料。我们的测试问题包括1D，2D和3D域，自旋波动力学的存在下，自旋波，和验证的分析和数值解，包括均匀磁化，边缘倾斜，自旋波和skyrmion形成。这组问题可以被新的微磁模拟代码的开发者和…
2018-03-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Description of statistical switching in perpendicular STT-MRAM within an analytical and numerical micromagnetic framework
STT-MRAM的现实建模的混合CMOS/自旋电子器件的仿真在综合仿真环境中需要一个完整的描述的随机开关过程中的最先进的STT-MRAM。在这里，我们推导出一个分析公式，考虑到自旋力矩不对称的自旋极化函数的磁性隧道结研究。我们研究了它的有效性范围内进行比较的分析公式与数值模拟的结果在一个完整的微磁框架。我们还发现，一个合理的拟合的概率密度函数（PDF）的开关时间是由皮尔逊IV型PDF。这项工作的主要结果强调了数据驱动设计的STT-MRAM，使用一个完整的微磁模拟框架的开关过程的统计特性PDF的需要。
2017-02-24 cond-mat.mes-hall
Magnetic microscopy and simulation of strain-mediated control of magnetization in Ni/PMN-PT nanostructures
应变介导的薄膜多铁性材料包括压电/铁磁异质结构，使得能够以比其他方法高得多的效率对磁化进行电操纵;然而，由这些材料制造的纳米结构的研究受到限制。在这里，我们表征铁磁镍纳米结构的铁电PMN-PT基板上生长的扫描电子显微镜与极化分析（SEMPA）和微磁学模拟。Ni纳米结构的磁化强度可以通过样品几何形状和施加的电场的组合来控制，所述电场使铁电衬底应变并通过磁致弹性耦合改变磁化强度。我们评估两种类型的模拟铁磁纳米结构的应变铁电基板：传统的微磁模拟，包括一个简单的单轴应变，耦合微磁弹性动力学模拟。这两个模拟定性地捕捉所施加的应变产生的磁化变化的响应，与耦合的解决方案提供更准确的表示。
2016-10-03 cond-mat.mes-hall
Majorana multipole response of topological superconductors
与基本的马约拉纳粒子相反，凝聚态系统中的涌现马约拉纳费米子（MFs）可能具有电磁多极。我们发展了一个一般的理论，磁多极的表面螺旋磁场的时间反转不变的超导体。结果表明，磁多极子响应受晶体对称性的制约，库珀对的对称性与磁多极子在晶体对称性下的表现存在一一对应的关系。后一个属性提供了一种方法来识别非传统的配对对称性，通过表面MF的磁响应。我们还发现，大多数螺旋MF表现出磁偶极响应，但那些超导体与自旋-3/2电子可能会显示磁八极响应的领先秩序，这是唯一的特点，高自旋超导体。对这种八极响应的探测提供了高自旋超导性的直接证据，例如半赫斯勒超导体。
2018-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Micromagnetic modelling and imaging of vortex|merons structures in an oxide|metal heterostructure
使用微磁学模拟，我们模拟了形成的印迹merons和反merons在钴覆盖层的不同厚度（1-8 nm），稳定的界面交换与反铁磁涡旋$α$ -Fe 2 O3。与实验观察到的结构类似，可以得到合理的交换参数，也在表面粗糙度的存在。我们生产模拟的meron|通过磁力显微镜（MFM）和氮空位（N-V）中心显微镜的反子图像，并建立了这些拓扑结构在不同的实验配置的签名。
2020-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Thermally Activated Transitions Between Micromagnetic States
我们回顾了作者在纳米磁性系统中的热激活方面的工作。这些系统提出了独特的困难，在分析噪声引起的逃逸的障碍，包括存在的非局部相互作用，非梯度项的能量泛函，和动力学纹理作为初始或鞍状态。我们首先讨论单畴结构的磁化之间的磁反转。这里的过渡（鞍）状态可以是一个单域或空间变化（类瞬子）的配置，并根据系统参数可以表现出要么阿耳忒弥斯或非阿耳忒弥斯逆转率。然后，我们转向讨论磁纹理之间的过渡，这可以是静态的和拓扑保护或动态的，而不是拓扑保护。后一种情况的一个例子是液滴孤立子，旋转的非拓扑保护的配置，我们发现它可以发生在纳米磁系统中的亚稳态或过渡态。在讨论了计算跃迁率的各种问题后，我们提出了这些磁织构的产生和湮灭的激活势垒的结果。最后，我们讨论的拓扑保护skyrmion纹理和其他配置，工作正在进行中的激活之间的过渡。
2022-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech nlin.PS
Chiral skyrmions in thin magnetic films: new objects for magnetic storage technologies?
二十多年前，人们就预测了纳米尺度的轴对称磁力线（手征涡旋或skyrmions）存在于大量的非中心对称晶体中。最近，这些磁性织构已被直接观察到在立方helimagnets和磁性金属的单层纳米层。针对具有内禀和诱导手征的磁性材料，发展了薄磁层中手征Skyrmions的微磁理论。这种颗粒状且稳定的微磁性物体可以存在于包括零场在内的宽范围的外加磁场中。手征Skyrmion可以作为一种新型的高机动性的纳米级数据载体。
2011-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Micromagnetic simulations of interacting dipoles on a fcc lattice: Application to nanoparticle assemblies
微磁学模拟用于研究立方和轴向各向异性，静磁相互作用和温度对M-H回路的fcc和sc晶格上的磁偶极子的集合的影响。我们采用了一个简单的模型，相互作用的偶极子，代表单域粒子，试图解释最近的实验数据有序阵列的磁性铁蛋白纳米粒子，证明了至关重要的作用，在面心立方晶格中的粒子之间的相互作用。数值模拟结果与实验结果吻合较好，并研究了粒子内自由度和表面效应对热涨落的影响。
2010-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
