Ein paralleles finite Elemente Programmpaket für mikromagnetische Probleme wurde implementiert, das sehr effizient skaliert, leicht portierbar ist und verschiedene Lösungsverfahren für die mikromagnetischen Gleichungen kombiniert. Die Implementierung basiert auf der Galerkin Diskretisierung auf Tetraedergittern mit linearen Basisfunktionen. Eine statische Energieminimierungs-, eine dynamische Zeitintegrations- und eine Gummibandmethode wurden implementiert.
Die statische Energieminimierungsmethode wurde für die Untersuchung des Domänenwandhaftens in SmCo Permanentmagneten verwendet. Das Haften magnetischer Domänenwände an der Ausscheidungsphase und der Einfluß der Materialparameter, der Zellstruktur und der Zellgeometrie werden detailliert erörtert. Die Dicke der Ausscheidungsphase spielt eine wichtige Rolle, da sie für effektives Haften einerseits dicker als die Domänenwandbreite sein muß, aber andererseits nicht zu dick sein darf, um nicht ein vollständiges Ummagnetisieren der Zwischenphase zu ermöglichen. Nukleations und Ummagnetisierungsprozesse in FePt Nanoteilchen mit einer und mehreren leichten Richtungen werden untersucht. Die Ergebnisse zeigen eine starke Reduktion des Koerzitivfeldes, wenn mehrere verdrehte leichte Achsen innerhalb eines Teilchens angenommen werden und die Teilchengröße reduziert wird.
Die statischen und dynamischen Eigenschaften von magnetischen Wirbelzuständen in weichmagnetischen scheibchenförmigen Nanoteilchen werden mit Hilfe der Integration der Landau-Lifshitz-Gilbert Gleichung untersucht. Ein Phasendiagramm der magnetischen Grundzustände der Nanoteilchen wird erstellt und Vergleiche mit einem analytischen Modell und experimentellen Untersuchungen durchgeführt. Vortex-Präzessions- und radiale Moden werden berechnet und ihre Eigenfrequenzen bestimmt. Schließlich werden die Eigenschaften von elliptischen und rechteckigen Nanoteilchen studiert. Die Form und das entmagnetisierende Feld spielen eine wichtige Rolle beim Ummagnetisierungsprozeß. In Ketten von solchen Teilchen führt magnetostatische Kopplung zu stabilen Magnetisierungskonfigurationen mit antiparalleler Magnetisierung in benachbarten Teilchen.