Spinwellenanregung in magnetischen Nanohybridstrukturen (31,8 ...

Mikromagnetische Simulationen
Gitters im Folgenden als einzelner Spin betrachtet wird. Je nach Durchführung dieser Diskretisierung
unterscheidet man zwei Klassen von Simulationsprogrammen: Diejenigen, deren
Gitter translatierbar ist, also nur aus Zellen gleichen Typs besteht, und solche, deren Zellgröße
und -form über eine Finite Elemente-Methode [67] dynamisch verändert werden kann.
Diese Anpassung an die Längenskala einer Inhomogenität im Simulationsvolumen findet während
der Laufzeit statt. Der Vorteil dieser Methode ist, dass Strukturen, deren Orientierung
oder Form nicht entlang der Translationsachsen des Gitters ausgerichtet sind, wirklichkeitsgetreuer
beschrieben werden können als das beispielsweise bei einer festen Zellgröße der
Fall wäre. Bekannte Vertreter mikromagnetischer Simulationsprogramme, die auf der Finite
Elemente-Methode basieren, sind zum Beispiel Magpar [68] und nmag [69]. Die im Rahmen
dieser Arbeit durchgeführten Simulationen wurden jedoch an Strukturen mit Dimensionen
von wenigen µm und kleiner vorgenommen; zudem handelte es sich meist um geometrisch
einfache, rechtwinklige Formen, weshalb als Simulationssoftware der LLG-Micromagnetic Simulator
verwendet wurde, der –genau wie OOMMF – ein vollständig translatierbares Gitter
besitzt.
Das frei verfügbare OOMMF -Paket wurde 1998 von Mike Donahue und Don Porter am NIST
entwickelt und ist wohl eine der bekanntesten und meistbenutzten Programmumgebungen
für mikromagnetische Simulationsrechnung. Die im Folgenden getroffenen Aussagen beziehen
sich auf die Grundversion 1.2 a3 des OOMMF -Pakets wie sie auf der Homepage des
NIST 1 derzeit zur Verfügung gestellt wird. Da der Quellcode von OOMMF ebenfalls dort
bereitgestellt wird, besteht die Möglichkeit, die Software den eigenen Bedürfnissen anzupassen.
Es ist deshalb durchaus möglich, dass andernorts Gruppen Zusatzmodule für OOMMF
geschrieben haben, die den Funktionsumfang des Programms erweitern.
Der LLG-Micromagnetic Simulator wurde 1997 von Michael R. Scheinfein an der Arizona
State University implementiert und ist ausschließlich kommerziell erhältlich. Er verfügt deshalb
aber auch über einige integrierte Zusatzfunktionen, die in dieser Form derzeit in keinem
public domain-Grundprogramm zu finden sind. Die folgende Liste soll die beiden Programme
in verschiedenen relevanten Gesichtspunkten vergleichen:
Graphische Benutzeroberfläche
Die graphische Benutzeroberfläche von OOMMF besteht aus einem Set von Modulen, welche
jeweils eine ganz bestimmte Funktion im Simulationsvorgang ausführen. Die Module sind
durch entsprechende Schnittstellen miteinander verknüpft, stellen aber dennoch eigenständige
Programme bzw. Objekte dar. LLG hat eine einzelne in sich abgeschlossene Benutzeroberfläche
(s. Abb. 3.2), sämtliche Funktionen des Programms sind von diesem Fenster aus
aufrufbar.
1 http://math.nist.gov/oommf
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