Исследование магнитных многослойных пленок посредством численного моделирования
Название разработки
Исследование магнитных многослойных пленок посредством численного моделирования.
Назначение
Изучение термодинамических свойств магнитных пленок, таких как температурная зависимость намагниченности, энергии и теплоемкости, гистерезисного поведения многослойной системы спинов.
Описание, характеристики
Фундаментальный и прикладной интерес к наноразмерным материалам связан в первую очередь с их особыми свойствами. Авторами разработки при выполнении научных исследований получены новые научные результаты и данные о природе многослойных структур и пленок, условиях реализации и существования необычных физических свойств. Сделан хороший задел для исследования скирмионных структур в мультислойных пленках. Скирмионы – магнитные вихревые структуры - являются привлекательными кандидатами для транспортировки информации в перспективных энергоэффективных носителях информации с ультравысокой плотностью записи.
Компьютерное моделирование в настоящее время играет важную роль в статистической физике и является важным инструментом для изучения и понимания термодинамики и свойств магнитных спиновых систем. Применение суперкомпьютеров позволяет использовать новые классы алгоритмов, оперировать сверхбольшими объемами данных при проведении численных экспериментов. Поэтому в физике конденсированного состояния происходит заметное расширение области исследований и переход к использованию суперкомпьютерного моделирования. Разработанная программа для ЭВМ «Multilayers Films Construction (MLFC)» создана с использованием нового языка программирования Rust и позволяет генерировать образцы магнитных наносистем с варьируемыми параметрами и исследовать их различные свойства, выполнять манипуляции с магнитными системами. Данная программа для ЭВМ позволяет исследовать магнитные многослойные системы в рамках различных моделей, таких как модель Изинга, XY-модель, модель Гейзенберга с различными характеристиками, свойствами и типами взаимодействия. Программа выполняет расчет основных характеристик, таких как энергия, спиновый избыток, намагниченные системы и открывает возможности для создания перспективных технологий записи и хранения информации.
Преимущества перед известными аналогами
Суперкомпьютерное программное обеспечение разработано на новом перспективном языке программирования Rust и обладает большой гибкостью в настройке различных параметров моделируемых структур и типов взаимодействий между элементами системы.
Область(и) применения
Научные исследования для изучения свойств магнитных многослойных мета- и нано-структурированных материалов
Правовая защита
Заявка на регистрацию программы для ЭВМ «Моделирование динамического поведения системы диполей алгоритмом Time Quantife Monte-Carlo (TQMC)» № 2017662765 от 11.12.2017.
Стадия готовности к практическому использованию
Стадия НИР;
результаты научных исследований докладывались на международной конференции - 8th International Symposium on Surface Science (ISSS-8) , Tsukuba, Japan, 22-26 октября 2017, доклад : V.Yu. Kapitan, A.V. Perzhu, K.V. Nefedev, The numerical study of properties of multilayer structures// Book of abstract of 8th International Symposium on Surface Science, p. 274 (2017)
Авторы
Нефедев К.В., Капитан В.Ю., Пержу А.В., Шевчук Ю.А., Кузин А.А.