含复杂形状磁性夹杂的磁振子超材料的高频磁导率

我们提出了一种计算磁振子超材料有效磁导率的方法，该超材料包含周期性排列的任意形状磁性夹杂。被限制在夹杂中的自旋波模式谱被完全考虑在内。在所提方法的范围内，我们比较了两种途径。第一种途径基于一个简单的半解析理论，该理论使用数值计算的孤立夹杂的磁化率张量作为输入数据。在第二种途径中，采用具有周期性边界条件（PBC）的微磁学软件包来计算单个二维周期性排列的此类夹杂的磁化率，而整个三维超材料则由这种排列的堆叠构成。为了计算孤立夹杂的磁化率张量，我们实现并比较了两种不同的方法：（a）微磁学方法，其中我们使用了三种不同的微磁学软件包：有限元软件包NMAG以及两个有限差分软件包OOMMF和MicroMagus；（b）改进的动力学矩阵方法。为说明该方法，我们计算了一种超材料的有效磁导率，该超材料由嵌入非磁性基体中的磁性纳米盘六角排列堆叠而成。我们确定了这种超材料具有负磁导率特征的几何参数范围。对不同微磁学软件包和动力学矩阵方法（基于孤立夹杂磁化率张量的计算）的严格比较表明，它们的结果一致性在3%以内。