magbox 0.5.0

Solve lattice llg numerically

概览

magbox是一个求解格点Landau-Lifshitz-Gilbert方程的python库，支持CPU或者GPU加速。

安装

magbox依赖的库为：numpy, torch, tqdm.

python版本要求为3.9及以上 如果需要启用pytorch的GPU支持，需要先手动安装pytorch，详情见pytorch的官网

直接通过pip安装magbox

pip install magbox

基本用法

先导入magbox

import magbox

通过Lattice类创建一个晶格类型，使用Vars类定义相互作用大小。

lt = magbox.Lattice(type="square", size=[N1, N2], periodic=True)
vars = magbox.Vars(K1=1,J=2)

llg3用于初始化求解器，需要告诉求解器磁矩的初始值x,y,z， 晶格属性(由Lattice类定义)以及相互作用参数(由Vars类定义)，还可以设置Gilbert damping的数值 alpha, 旋磁比gamma, 模拟的总时间T, 输出的时间步长dt，温度Temp等参数。通过指定device参数可以选择使用CPU还是GPU进行计算，dtype参数可以选择计算的数据类型。

sf = magbox.llg3(x,y,z,lt,vars,device='cpu',dtype='f64',alpha=0.1,gamma=1,T=50,dt=1)

调用求解器的run方法进行模拟，

t, S, stats,err_info = sf.run()

t是输出的时间序列。S是求解得到的磁矩值，第一个维度表示时间，第二维度表示空间，第三个维度表示自旋空间xyz。stats包含了求解器信息，err_info包含了误差信息。

目前支持的相互作用

1. 外磁场。
2. 单轴各项异性。
3. 海森堡交换耦合。

开发计划

1. 支持更多的相互作用。
2. 支持更多的晶格类型。
3. 添加频域求解，直接求解能带。
4. 添加批处理支持。