Jumeaux numériques magnétiques pour la spintronique : plateforme de simulation à l'échelle nanométrique – DIWINA

Le projet DiWiNa vise à développer une plateforme unifiée et en accès libre de jumeaux numériques spintroniques, c'est-à-dire des codes de simulations micromagnétiques/spintroniques avec une fiabilité et une vitesse suffisamment élevées pour pouvoir les utiliser avec confiance et pratique comme une expérience. Les simulations seront directement reliées aux techniques de microcopie avancées utilisées par la communauté, grâce à des plugins permettant de convertir les champs vectoriels d’aimantation 3D statiques ou résolus dans le temps, en cartes de contraste pour les différentes techniques, y compris tenant compte des fonctions de transfert expérimentales. Pour y parvenir, nous réunissons des experts de différentes disciplines pour relever les différents défis : la spintronique pour les simulations de base, les mathématiques pour la confiance, l'algorithmique pour la vitesse, les expérimentateurs pour le pont avec la microscopie. Le programme de travail consiste à vérifier la stabilité de l'intégration temporelle des différents couples spintroniques impliqués dans la dynamique lorsqu'ils sont mis en œuvre dans le cadre polyvalent des éléments finis, à améliorer la vitesse de calcul grâce à des bibliothèques avancées, à construire le pont avec les microscopies grâce à des outils de rendu, et à encapsuler ces trois ingrédients clés dans un écosystème Python convivial. Grâce à l'accès ouvert et à l'encapsulation conviviale et polyvalente, nous pensons que cette plateforme sera en mesure de répondre aux besoins de l'ensemble de la communauté des physiciens et ingénieurs en spintronique. La plateforme sera unique par ses caractéristiques, allant de la simulation à la comparaison directe et pratique avec les expériences. Elle contribuera à réduire considérablement le nombre d’expériences pour un développement plus rapide de nouveaux dispositifs spintroniques, dont il est attendu qu’ils jouent un rôle clé dans les économies d'énergie.