2003 Prépublication d'Orsay numéro 2003-63 (06/11/2003)



ENERGETICS AND SWITCHING OF QUASI-UNIFORM STATES IN SMALL FERROMAGNETIC PARTICLES.

ALOUGES, François - Analyse Numérique et E.D.P., Université Paris-Sud, Bât. 425, 91405 Orsay cedex
CONTI, Sergio - Max Planck Institute for Mathematics in the sciences, Inselstr. 22, 04103 Leipzig, Germany.
DESIMONE, Antonio - SISSA, International School for advanced studies, Via Beirut 2-4, 34014 Trieste, Italy
POKERN, Yvo - University of Warwick, Coventry CV4 7AL, United kingdom.



Mots Clés : Micromagnetics; Finite elements.

Classification MSC : 65L60; 82D40; 78M10.



Resumé :
Nous présentons un algorithme numérique pour le calcul de configurations statiques en micromagnétisme. Cet algorithme est basé sur une minimisation dans l'espace tangent pour l'aimantation et une décomposition en couches homothétiques pour le calcul du champ démagnétisant. Une première application concerne la transition "fleur-vortex" sur un cube (problème standard N°3) où les résultats obtenus confirment de façon très satisfaisante ceux obtenus dans la littérature. Puis, nous considérons le problème du retournement de l'aimantation dans des particules cubiques ou presque cubiques, dans la limite des particules mono-domaine. Les résultats obtenus sont comparés au modèle de Stoner-Wohlfarth, et des différences notables sont expliquées par la forme non ellipsoïdale des particules considérées.

Abstract :
We present a numerical algorithm to solve the micromagnetic equations based on tangential-plane minimization for the magnetization update and a homothethic-layer decomposition of outer space for the computation of the demagnetization field. As a first application, detailed results on the flower-vortex transition in the cube of Micromagnetic Standard Problem number 3 are obtained, which confirm, with a different method, those already present in the literature, and validate our method and code. We then turn to switching of small cubic or almost-cubic particles, in the single-domain limit. Our data show systematic deviations from the Stoner-Wohlfarth model due to the non-ellipsoidal shape of the particle, and in particular a non-monotone dependence on the particle size.

Article : Fichier Postscript
Contact : Francois.Alouges@math.u-psud.fr