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反铁磁偶极-自旋波仿真
发布日期 2025
自旋波作为磁性材料中的一种基本激发模式,具有极其重要的特性。尤其当自旋波被用作信息或能量的载体时,对其色散关系的研究是不可或缺的。自旋波通常分为两类:在波长较长时起主导作用的偶极自旋波,以及在波长较短时起主导作用的交换自旋波。
关于铁磁薄膜中偶极-交换自旋波的完整理论,早在20世纪70年代便已由 De Wames 和 Wolfram [1] 建立,为理解其在各种磁性体系中的行为及其应用提供了基础。随后,Stamps 和 Camley [2] 将该理论推广至反铁磁体。
我们利用 COMSOL Multiphysics 进行的数值微磁学模拟,深入探讨了反铁磁体系内部复杂的相互作用 [3]。将本课题组基于COMSOL平台开发的微磁学模块[4-6]与COMSOL自带的AC/DC模块耦合,利用Floquet边界条件与本征频率求解,可以有效压缩计算资源消耗,将计算耗时减少2-3个量级。调用外部matlab函数计算静态磁构型,可以将该求解功能推广到基态倾斜的反铁磁体系中。
仿真结果与半解析计算吻合良好,并可解释对应的实验结果。通过对模拟结果的分析,我们能够对不同色散曲线的特性进行分类并详细描述。另外,我们利用COMSOL可以仿真各种几何结构的特性,将其拓展到磁子晶体能带的仿真计算中。
