Hotspice 的设计、验证与应用：一种用于人工自旋冰的蒙特卡罗模拟器
计算物理
2025-07-08 v4
摘要
我们提出了 Hotspice，一种蒙特卡罗模拟软件，旨在捕捉具有面内 (IP) 和面外 (OOP) 几何结构的人工自旋冰 (ASI) 系统的动力学与平衡态。该模型采用类伊辛模型，其中每个纳米磁体被表示为宏观自旋，其翻转事件由热涨落、静磁相互作用和外部场驱动。为了提高模拟精度，我们探讨了对该模型的若干修正的影响，例如面内和面外 ASI 中偶极相互作用的计算，以及允许稳定态之间存在非对称而非对称能量势垒的影响。我们通过将模拟结果与风车型和笼目 ASI 晶格的实验数据进行比较，验证了这些改进，展示了这些修正如何能够更准确地模拟这些系统的行为。最后，我们以风车型和面外方形 ASI 中的“时钟同步”作为储备计算的一个示例进行演示。
引用
@article{arxiv.2409.05580,
title = {The design, verification, and applications of Hotspice: a Monte Carlo simulator for artificial spin ice},
author = {Jonathan Maes and Diego De Gusem and Ian Lateur and Jonathan Leliaert and Aleksandr Kurenkov and Bartel Van Waeyenberge},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.05580},
year = {2025}
}
备注
14 pages, 7 PDF figures. The source code of Hotspice is available at https://github.com/bvwaeyen/hotspice