МАГНИТНЫЙ ДОМЕН

Макроскопическая однородно намагниченная область в ферро и ферримагнитных образцах, отделённая от соседних областей тонкими переходными слоями (доменными границами). Совокупность Магнитного домена в образце принято называть доменной структурой. Магнитные моменты различных Магнитных доменов в отсутствие внешнего магнитного поля ориентированы таким образом, что результирующий магнитный момент образца в целом, как правило, равен нулю. Разбиение на Магнитные домены возникает в следствие стремления образца понизить энергию собственного размагничивающего поля. 

При уменьшении размеров образца ниже некоторой критической величины разбиение на Магнитные домены становится энергетически невыгодным; в этом случае реализуется однодоменное состояние. В сильно анизотропных образцах Магнитных доменов образуют открытую доменную структуру; в слабо анизотропных образцах реализуется доменная структура Ландау - Лифшица (по имени советских учёных Л. Д. Ландау и Е. М. Лифшица) с замыкающими Магнитным доменом.

Направление намагниченности в Магнитных доменах, размеры и вид доменной структуры зависят от размеров, формы и магнитной симметрии образца. Кроме того, домены чувствительны к внешним воздействиям (магнитным, механическим, температурным). Чаще всего реализуются полосовая и лабиринтная доменные структуры. В плёночных материалах при определённых условиях могут существовать цилиндрические магнитные домены (ЦМД), в плёночных с неоднородными по толщине магнитными параметрами - несквозные и внутриобъёмные Магнитные домены. В оптически прозрачных магнитных материалах домены можно наблюдать визуально с помощью магнитооптического Фарадея эффекта, а в непрозрачных - методами порошковых фигур или с помощью магнитооптического Керра эффекта. Реальные размеры Магнитных доменов 0,1-10 мкм.

Характер перестройки доменной структуры во внешнее магнитное поле определяет кривые намагничивания образцов. Зависимость размеров Магнитных доменов от величины и направления магнитного поля позволяет использовать полосовые и лабиринтные доменные структуры в качестве управляемых дифракционных решёток и модуляторов света, действие которых основано на использовании эффекта Фарадея. ЦМД нашли применение в качестве элементной базы ЗУ для ЭВМ.

Внутри доменных границ, разделяющих Магнитные домены, происходит плавный разворот вектора результирующей намагниченности от его направления в одном Магнитном домене к направлению в соседнем Магнитном домене. В зависимости от угла между направлениями векторов в соседних доменах различают 180, 109, 90, 71 - градусные и другие доменные границы. В общем случае структура доменных границ довольно сложна. В блоховской доменной границе (по имени американского физика Ф. Блоха) вектор при развороте всегда остаётся параллельным плоскости доменной границы ; в неелевской доменной границе (по имени францского физика Л. Нееля) разворот вектора происходит в плоскости, перпендикулярной плоскости границы. Блоховские и неелевские доменные границы могут содержать чередующиеся участки с противоположными направлениями разворота вектора, разделённые узкими переходными областями, называются соответственно блоховскими и неелевскими линиями. В доменных границах могут существовать также сингулярные блоховские точки, в которых направление вектора не определено. В высокоанизотропных одноосных магнитных плёнках с осью лёгкого намагничивания, перпендикулярной поверхности плёнки, вектор разворачивается на 180 по толщине плёнки, образуя скрученную доменную границу.

Ширина и поверхностная плотность энергии доменных границ определяются в основном значениями энергии обменного и диполь-дипольного взаимодействий, энергии анизотропии, а также симметрией магнетика и формой образца. Например, в магнитомягких материалах ширина доменной границы составляет 10-10 постоянной решётки, поверхностная плотность энергии обычно не превышает 10 Дж/м. Доменные границы в таких материалах слабо взаимодействуют с дефектами и легко смещаются под действием магнитного поля, упругих напряжений, градиента температуры. В магнитотвёрдых материалах ширина доменной границы по порядку величины сравнима с постоянной решётки, а поверхностная плотность энергии составляет не менее 10 Дж/м.

Copyright © 2002 - 2017 Ravnopravie.kharkov.ua. All Rights Reserved.