Modélisation de la dynamique de l'aimantation par éléments finis

• Main Author: Kritsikis, Evaggelos
• Language: FRE
• Published: Université de Grenoble 2011
• Subjects: [PHYS:COND:CM_GEN] Physics/Condensed Matter/Other; Micromagnetisme; Elements finis; Magnetostatique; FFT hors reseau; Multipole rapide; Simulation
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00771679; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/77/16/79/PDF/kritsikis_these_2011_archivage.pdf

On présente ici un ensemble de méthodes numériques performantes pour lasimulation micromagnétique 3D reposant sur l'équation de Landau-Lifchitz-Gilbert, constituantun code nommé feeLLGood. On a choisi l'approche éléments finis pour sa flexibilitégéométrique. La formulation adoptée respecte la contrainte d'orthogonalité entre l'aimantationet sa dérivée temporelle, contrairement à la formulation classique sur-dissipative.On met au point un schéma de point milieu pour l'équation Landau-Lifchitz-Gilbert quiest stable et d'ordre deux en temps. Cela permet de prendre, à précision égale, des pas detemps beaucoup plus grands (typiquement un ordre de grandeur) que les schémas classiques.Un véritable enjeu numérique est le calcul du champ démagnétisant, non local. Oncompare plusieurs techniques de calcul rapide pour retenir celles, inédites dans le domaine,des multipôles rapides (FMM) et des transformées de Fourier hors-réseau (NFFT). Aprèsavoir validé le code sur des cas-tests et établi son efficacité, on présente les applications àla simulation des nanostructures : sélection de chiralité et résonance ferromagnétique d'unplot monovortex de cobalt, hystérésis des chapeaux de Néel dans un plot allongé de fer.Enfin, l'étude d'un oscillateur spintronique prouve l'évolutivité du code.