Визуализация Динамических Вихревых Структур В Магнитных Пленках С Одноосной Анизотропией (Микромагнитное Моделирование)

Abstract

Путем численного решения уравнений Ландау−Лифшица−Гильберта выполнено трехмерное компью-терное моделирование динамических процессов в движущейся доменной границе, разделяющей домены в магнитно-мягкой магнитно-одноосной пленке с плоскостной анизотропией. С помощью разработанных ме-тодов визуализации установлена связь между движением поверхностных вихрей и антивихрей, сингулярных (блоховских) точек и линий коров внутрипленочных вихревых структур. Найдена связь между характером динамики намагниченности и толщиной пленки. Построены аналитические модели объемных вихревых структур, позволяющие имитировать топологические свойства структур, наблюдаемых при микромагнитном моделировании.Работа выполнена в рамках государственного задания ФАНО России (тема " Магнит", № 01201463328) и при финансовой поддержке согласно постановлению № 211 Правительства РФ, контракт № 02.A03.21.0006.

Динамические Перестройки Трехмерной Топологической Структуры Движущейся Доменной Границы В Магнитной Пленке При Наличии Случайных Возмущений

“…Мы модифицировали метод нахождения положений ЛК вихревых структур, описанный в [33,34], сделав его локальным, что дало возможность получать более точные результаты при наличии термических флуктуаций.…”

“…Чтобы увидеть трехмерную внутреннюю динамику ДГ во всех подробностях, необходимо создать объемную анимацию высокого качества. Однако, преследуя цель дать общее описание возможных динамических [33,34] отмечалось, что стадии " медленного" движения, в течение которых топологическая структура не меняется, прерываются " быстрыми" процессами ( " событиями") топологических перестроек. Мы используем здесь терминологию, позволяющую подчеркнуть схожесть этих процессов с релаксационными колебаниями в " быстро-медленных" системах [45].…”

“…Процессы в нанодисках [19][20][21][23][24][25][26][27][28][29][30][31][32] входят в эту классификацию как частные случаи. Существенно трехмерный характер динамических топологических перестроек вихревых структур подтверждается визуализацией мгновенных конфигураций, образуемых вихрями [30,34]. При этом геометрическими объектами, пригодными для визуализации, являются множества точек, в которых расположены центры вихрей (антивихрей), лежащих в различных сечениях образца параллельными плоскостями, принадлежащими некоторому семейству.…”

“…Отметим, что двумерная модель [5][6][7][8][9][10][11][12] позволяет рассматривать только продольные вихри с ЛК, лежащими в плоскости пленки. В рамках трехмерной модели [33,34] продольные вихри, в сочетании с выходящими на границы пленки поперечными вихрями, аналогичными вихрям в нанодисках, образуют единую вихревую структуру.…”

“…Тем не менее, в пленке с d = 50 nm влияние термических флуктуаций в основном сводится лишь к небольшому смещению траекторий вихрей (исключение -промежуток времени t = 0.6−1 ns, когда еще не исчезли СТ из начального распределения). Большую часть времени концы ЛК движущихся вихрей лежат на разных границах пленки, но при рождении и аннигиляции пар вихрь-антивихрь на граничных поверхностях некоторое время существуют дугообразные структуры с концами, выходящими на одну из границ[34].В пленках толщиной d = 62.5−100 nm (рис. 5, e−h) характер динамики усложняется, в основном за счет множественных процессов рождения и аннигиляции СТ.…”