Spinwellenanregung in magnetischen Nanohybridstrukturen (31,8 ...

Mikromagnetische Simulationen
einer beliebigen Achse im Raum, einer Vortex-Konfiguration, einer alternierenden Konfiguration
(zum Beispiel zur Modellierung von Bits in den Spuren magnetischer Speichermedien),
den Übergangsregionen von Domänenwänden, einer Zufallsverteilung der
Richtungen der magnetischen Momente oder aber einer zuvor abgespeicherten Konfiguration.
• Falls elektrischer Strom durch die Struktur fließen soll, müssen zunächst Zellen als
Eintritts- und Austrittsflächen definiert werden; diese entsprechen den Kontaktierungen
der realen Probe. Für den Strom kann eine konstante oder zeitabhängige Amplitude
gewählt werden, wobei die zeitliche Amplitudenentwicklung gänzlich frei definiert
und optional ein sinusförmiger Verlauf überlagert werden kann. Auch die Berücksichtigung
des Spin Torque wird an dieser Stelle aktiviert. Zur Zeitersparnis steht außerdem
eine Funktion zur Verfügung, um zuvor bereits berechnete Stromverteilungen einlesen
zu lassen, sofern es sich um das gleiche Simulationsgitter handelt.
• Es besteht die Möglichkeit, homogene externe Magnetfelder und pinning-Felder (zum
Beispiel für einen Exchange Bias-Effekt [77,78]) in jede beliebige Richtung anzulegen,
was auch konstant oder zeitabhängig geschehen kann.
• Schließlich müssen im Computation-Menü die numerischen Methoden und Parameter
spezifiziert werden, aber auch das gyromagnetische Verhältnis γ, der Dämpfungsparameter
α und die Temperatur T lassen sich an dieser Stelle verändern. Man wählt
zunächst wie in den vorherigen Abschnitten angedeutet zwischen einer Energie- oder
Zeit-Relaxation und bestimmt entsprechend die Abbruchbedingungen wie zum Beispiel
das Unterschreiten des zuvor erwähnten Residuals oder eine maximale Anzahl an
Iterationen. Für die Berechnung dynamischer Probleme kann eine Abbruch-Zeit innerhalb
der Simulation bestimmt werden. In diesem Fall muss auch einer der bereits
angesprochenen vier Integratoren von LLG ausgewählt werden:
• Die Euler-Methode [70] ist die schnellste und zugleich ungenaueste der implementierten
Methoden.
• Die Rotation Matrices-Methode [70] ist zu wählen, wenn die Dämpfung α größer
als 0.5 ist, also bei quasi-statischen Problemen.
• Der kartesische Predictor-Corrector-Integrator [70], ein modifizierter
Haming/predictor corrector, ist der genaueste der vier Integratoren und kommt
bei Problemen mit kleinem α (< 0.5) zum Einsatz.
• Die Gauss-Seidel Projektions-Methode [79] erlaubt einen relativ großen Zeitschritt,
wenn die Zellen nicht zu groß sind. Er empfiehlt sich daher bei sehr feinen numerischen
Gittern.
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