Title:

Analiza dynamiki przemagnesowania ferromagnetycznych struktur nisko wymiarowych pod kątem zastosowań w układach pamięciowych i przetwarzania informacji : rozprawa doktorska

Alternative title:

Analysis of the dynamics of magnetization of low-dimensional ferromagnetic structures for applications in memory systems and information processing.

Creator:

Stebliński, Paweł

Contributor:

Błachowicz, Tomasz [Promotor] ; Kisielewski, Marek [Recenzja] ; Stobiecki, Tomasz [Recenzja]

Subject:

ferromagnetyki ; magnetyzm ; pamięci komputerowe ; przetwarzanie informacji ; spintronika ; symulacja ; pamięci BPM ; LLB

Description:

Istnieją różne wersje oprogramowania do symulacji układów ferromagnetycznych, które są powszechnie dostępne w sieci i nie wymagają zakupu licencji. Jednakże symulatory te zazwyczaj potrafią symulować układy dla bardzo niskich temperatur zbliżonych do zera bezwzględnego. Komercyjna elektronika jednakże pracuje w zakresie temperatur zbliżonych do temperatury pokojowej, zatem istnieje konieczność badania układów ferromagnetycznych dla temperatur powyżej zera absolutnego, w tym zbliżonych do temperatur bliskich zaniku zjawisk ferromagnetycznych (temperatury Curie). Dlatego na potrzeby tej dysertacji, autor zdecydował się odpowiedzieć na zapotrzebowanie w postaci wysokotemperaturowego symulatora układów ferromagnetycznych i zrealizował własne oprogramowanie. Przy jego pomocy zbadał zaproponowany przez siebie model pamięci magnetycznej, która złożona jest z matrycy oddzielnych komórek i charakteryzuje się czasem przełączania rzędu setek pikosekund, a także nie wymaga stosowania układów głowic przełączających. Dzięki temu istnieje szansa na zapewnienie krótszego czasu dostępu do pamięci w stosunku do współczesnych rozwiązań n.p. w porównaniu z pamięciami wykonanymi z ciągłych warstw magnetycznych. Sporządzone oprogramowanie i zaproponowany model daje nadzieję na dalszy rozwój badań i znalezienie modelu pamięci o jak najniższym czasie przełączania i jak największej gęstości zapisu, co wyrażono w tezie pracy. Jako podstawę autorskiego systemu informatycznego wykorzystano oprogramowanie MAGPAR zrealizowane w Politechnice Wiedeńskiej i stosowane do obliczeń mikromagnetycznych dla temperatur bliskich zera bezwzględnego. Symulator ten posiadał pożądane cechy technologiczne takie jak możliwość przetwarzania rozproszonego i wykorzystywania wielu węzłów obliczeniowych do przyśpieszenia obliczeń (MPI). Zastosowanie wysokich temperatur w badaniu układów ferromagnetycznych wymagało uzyskania ich rozkładu dla całego badanego modelu więc należało odpowiednio rozwiązywać dodatkowe równie określające przepływy cieplne i zaimplementować je w metodyce elementów skończonych co pokazano w niniejszej pracy. Ze wzrostem temperatur uległo zmianie równanie opisujące czasowo-przestrzenną ewolucję zmian namagnesowania w układzie ferromagnetycznym, które zastąpiło równanie zaimplementowane dla opisu ewolucji namagnesowania dla niskich temperatur. Temperatury powyżej zera bezwzględnego wywierają wpływ na wyrazy pola efektywnego, co ma przełożenie na przebieg ewolucji namagnesowania. Zmienione równanie ewolucji namagnesowania i zmodyfikowane wyrazy pola efektywnego należało odpowiednio implementować w metodyce elementów skończonych co także zawarto w pracy. Uczyniono przegląd zagadnień badawczych będących domeną spintroniki, w tym nakreślono potencjalne jej zastosowania w architekturach komputerowych inspirowanych budową układu nerwowego istot żywych, co jak pokazano, może mieć istotny wpływ na polepszenie wydajności numerycznych obliczeń rozproszonych.

Place of publishing:

Koszalin

Publisher:

[s.n.]

Date:

2022

Type:

rozprawa doktorska

Format:

application/pdf

Language:

pol

Rights:

Biblioteka Politechniki Koszalińskiej

Access rights:

internet

License:

Creative Commons BY-SA 4.0