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Mechanically coupled phase field modeling of ferromagnetics unter thermal fluctuation

Mechanically coupled phase field modeling of ferromagnetics unter thermal fluctuation
热波动下铁磁体的机械耦合相场建模
批准号:
322078368
负责人:
Professorin Dr.-Ing. Bai-Xiang Xu
金额:
$0.0万
依托单位国家:
德国
项目类别:
Research Grants
财政年份:
2016
资助国家:
德国
项目状态:
已结题
起止时间:
2015-12-31 至 2021-12-31

项目摘要

项目成果

Professorin Dr.-Ing. Bai-Xiang Xu的其他基金

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中文摘要
翻译
磁矩对温度涨落很敏感,这对磁化转变动力学、磁畴演化和矫直力有很大的影响。此外,在新的存储单元设计中,机械控制/辅助磁化切换似乎是实现确定性180度切换的一种有吸引力的替代方法。热涨落在机械耦合开关机构中起着重要的作用。在这个项目中,我们将首先建立一个理论框架和数值策略,研究在居里温度以下的有限温度下,热涨落对铁磁性中的开关动力学、磁畴演化和矫顽力的影响,并考虑到与力学的耦合。特别是,相场模型将从微力(构造力)理论的热力学框架中导出,其中热涨落引起的随机场将在微力平衡中处理。所开发的模型将通过使用有效的数值策略,用随机有限元方法(SFEM)实现。为了评估热涨落对磁化转变动力学、磁畴结构演化和矫顽力的影响,将进行全面的模拟。通过所提出的理论研究和数值模拟,将揭示磁化强度与热涨落和机械场的相互作用。本项目将为下一代纳米铁磁存储器和逻辑器件的研究和设计提供一种新的工具包,并将有助于揭示NdFeB等高温磁体的矫顽力机制。
英文摘要
Magnetic moment is sensitive to thermal fluctuation, which leads to strongly effect on magnetization switching dynamics, domain evolution and coercivity. Moreover, mechanically controlled/assisted magnetization switching appears as an attractive alternative method to achieve a deterministic 180 degree switching in new memory cell designs. Thermal fluctuation plays an important role in the mechanically-coupled switching mechanism. In this project we will first develop a theoretical framework and numerical strategies to study the influence of thermal fluctuation on switching dynamics, domain evolution and coercivity in ferromagnetics at finite temperature below the Curie temperature, with the consideration of coupling with mechanics. Particularly, a phase field model will be derived from a thermodynamic framework with the microforce (configurational force) theory, in which thermal fluctuation induced random fields will be treated in the microforce balance. The developed model will be implemented with the stochastic finite element method (SFEM), by using efficient numerical strategies. Comprehensive simulations will be carried out in order to evaluate the effect of thermal fluctuations on the magnetization switching dynamics, domain structure evolution and coercivity. Through the proposed theoretical study and numerical simulations, the interaction of magnetization with thermal fluctuations and mechanical field will be disclosed. This project should provide a novel toolkit, which is useful not only for the study and design of next generation of nanoferromagnet-based memory and logic devices, but also for revealing the coercivity mechanism of high temperature magnets such as NdFeB.
期刊论文(6)
专著(0)
科研奖励(0)
会议论文
DOI: 10.1038/s41524-017-0043-x
发表时间: 2017-02
期刊: npj Computational Materials
影响因子: 9.7
作者: [M. Yi;Hongbin Zhang;Bai-Xiang Xu]
通讯作者: M. Yi;Hongbin Zhang;Bai-Xiang Xu
DOI: 10.1016/j.scriptamat.2019.10.039
发表时间: 2020-03
期刊: Scripta Materialia
影响因子: 6
作者: [Dominik Ohmer, Min Yi, Maximilian Fries, Oliver Gutfleisch, Bai-Xiang Xu]
通讯作者: Bai-Xiang Xu
DOI: 10.1103/physrevmaterials.3.084406
发表时间: 2019-08-09
期刊: PHYSICAL REVIEW MATERIALS
影响因子: 3.4
作者: [Gong, Qihua, Yi, Min, Xu, Bai-Xiang]
通讯作者: Xu, Bai-Xiang
DOI: 10.1103/physrevapplied.8.014011
发表时间: 2016-11
期刊: Physical review applied
影响因子: 4.6
作者: [M. Yi;Hongbin Zhang;O. Gutfleisch;Bai-Xiang Xu]
通讯作者: M. Yi;Hongbin Zhang;O. Gutfleisch;Bai-Xiang Xu
共 6 条
    Micromechanical modelling and simulation of functional paper materials
    国内基金
    海外基金
    G蛋白偶联受体GPR110调控Lp-PLA2抑制非酒精性脂肪性肝炎的作用及机制研究
    • 批准号:
      82370865
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      49.00万元
    • 批准年份:
      2023
    • 负责人:
      黄哲
    • 依托单位:
    植物基因重组频率的遗传调控
    VDAC1调控MITF信号通路影响黑色素生成的分子机制
    • 批准号:
      31900549
    • 项目类别:
      青年科学基金项目
    • 资助金额:
      24.0万元
    • 批准年份:
      2019
    • 负责人:
      巩娟娟
    • 依托单位:
    FoxM1与Wnt通路协同调控GPR4促卵巢癌增殖转移及血管生成的分子机制研究
    • 批准号:
      81772793
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      52.0万元
    • 批准年份:
      2017
    • 负责人:
      任娟
    • 依托单位: