Русская Википедия:Домен (магнетизм)
Домен — макроскопическая область в магнитном кристалле, в которой ориентация вектора спонтанной однородной намагниченности[1] или вектора антиферромагнетизма[2] (при температуре ниже точки Кюри или Нееля соответственно) определенным — строго упорядоченным — образом повернута или сдвинута[3], то есть поляризована относительно направлений соответствующего вектора в соседних доменах.
Домены — это образования, состоящие из огромного числа [упорядоченных] атомов и видимые иногда невооружённым глазом (размеры порядка 10Шаблон:Sup смШаблон:Sup).
Домены существуют в ферро- и антиферромагнитных, сегнетоэлектрических кристаллах и других веществах, обладающих спонтанным дальним порядком.
Доменная теория
Рассмотрим плоскую квадратную ферромагнитную пластинку толщиной <math>h</math> с площадью <math>L^2</math>. Равновесное распределение вектора намагниченности соответствует минимуму полной энергии пластинки. Полная энергия включает в себя энергию обменного взаимодействия <math>W_e</math>, энергию магнитной анизотропии <math>W_a</math>, энергию доменных границ <math>W_d</math>, энергию <math>W_m</math>, связанную с возникновением вокруг пластины магнитного поля[4].
В случае, когда пластинка однородно намагничена, и вектор намагниченности лежит на кристаллографической оси, соответствующей минимуму магнитной анизотропии, достигается минимум суммы <math>W_e + W_a</math>. С другой стороны, в таком случае очень большой оказывается энергия <math>W_m</math>[5], так как вокруг пластины образуется магнитное поле, силовые линии которого далеко выходят из этой пластины. Величина этой энергии будет меньше в том случае, когда меньше магнитное поле вокруг пластины. Такая ситуация реализуется[5], когда пластина разбивается на области (домены), в каждой из которых вектор намагниченности везде направлен по оси легкого намагничивания, но в соседних доменах направления вектора намагниченности различны. С одной стороны, при такой конфигурации энергия <math>W_m</math> уменьшается, но, с другой стороны, с увеличением числа доменов возрастает энергия доменных границ <math>W_d</math>, так как сосуществование антипараллельных спинов невыгодно с точки зрения энергии обменного взаимодействия.
Энергия <math>W_m</math> по величине может быть оценена следующим образом[4]:
<math>W_m = M^2dL^2,</math>
где <math>d</math> — толщина домена, <math>M</math> — модуль вектора намагниченности внутри домена.
Энергия доменных границ определяется с помощью поверхностной энергии доменных границ <math>\sigma</math>:
<math>W_d = \sigma LhN,</math>
где <math>N = L/d</math> — число доменных границ. Тогда полная энергия выглядит следующим образом:
<math>W_d + W_m = \sigma L^2\frac{h}{d} + M^2dL^2</math>.
Оптимальный размер домена, при котором достигается минимум суммы <math>W_d + W_m</math>, зависит от параметров пластины следующим образом[4][5][6]:
<math>d^2_{opt} = l_0h,</math>
где <math>l_0 = \sigma/M^2</math> — характеристическая длина.
Наблюдение доменов
Применения на практике
- хранение данных на жестких дисках осуществляется с использованием горизонтально или вертикально расположенных магнитных доменов;
- магнитные домены, перемещаемые по специальных трекам, могут быть использованы при создании перспективной трековой памяти[7].
См. также
Примечания
Литература
- Китайгородский А. И. Физика для всех: Электроны. — 2-е изд., перераб. — М.: Наука. Главная редакция физ.-мат. литературы, 1982. — с. 122—124. — 208 с.
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ В общем случае у веществ, молекулы которых обладают моментом в отсутствие поля, будут присутствовать два (оба) механизма поляризации: наряду с поворотами атомов/молекул могут происходить и смещения электронов (электронной плотности).
- ↑ 4,0 4,1 4,2 Шаблон:Статья
- ↑ 5,0 5,1 5,2 Шаблон:Книга
- ↑ Шаблон:Книга
- ↑ iXBT.com :: Все новости :: Ученые IBM приближают создание «трековой памяти» к реальности Шаблон:Wayback
