Domeniu (magnetism)

Un domeniu este o regiune macroscopică dintr-un cristal magnetic în care orientarea vectorului de magnetizare spontană omogenă [1] sau a vectorului de antiferomagnetism [2] (la o temperatură sub punctul Curie sau respectiv Neel ) este rotită sau deplasată într-un anumit - strict ordonat - modul [3] , adică polarizat față de direcțiile vectorului corespunzător din domeniile vecine.

Domeniile sunt formațiuni formate dintr-un număr imens de atomi [ordonați] și uneori vizibile cu ochiul liber (dimensiuni de ordinul a 10 −2 cm 3 ).
Domeniile există în cristale fero- și antiferomagnetice , feroelectrice și alte substanțe care prezintă ordine spontană pe distanță lungă .

Teoria domeniului

Să luăm în considerare o placă feromagnetică pătrată plată cu grosime și suprafață . Distribuția de echilibru a vectorului de magnetizare corespunde minimului energiei totale a plăcii. Energia totală include energia interacțiunii schimbului , energia anizotropiei magnetice , energia pereților domeniului , energia asociată cu apariția unui câmp magnetic în jurul plăcii [4] . $h$ $L^{2}$ $W_{e)$ $W_{a}$ $W_{d)$ $W_{m)$

În cazul în care placa este magnetizată uniform și vectorul de magnetizare se află pe axa cristalografică corespunzătoare minimului de anizotropie magnetică, se atinge minimul sumei . Pe de altă parte, în acest caz, energia se dovedește a fi foarte mare [5] , deoarece în jurul plăcii se formează un câmp magnetic , ale cărui linii de forță se îndepărtează de această placă. Valoarea acestei energii va fi mai mică atunci când câmpul magnetic din jurul plăcii este mai mic. O astfel de situație se realizează [5] atunci când placa este împărțită în regiuni (domenii), în fiecare dintre acestea vectorul de magnetizare este oriunde îndreptat de-a lungul axei de magnetizare ușoară, dar în domeniile învecinate direcțiile vectorului de magnetizare sunt diferite. Pe de o parte, cu o astfel de configurație, energia scade, dar, pe de altă parte, cu creșterea numărului de domenii, energia pereților domeniului crește , deoarece coexistența spinurilor antiparalele este nefavorabilă din punct de vedere. a energiei de interacţiune de schimb. $W_{e}+W_{a}$ $W_{m)$ $W_{m)$ $W_{d)$

Energia în mărime poate fi estimată după cum urmează [4] : $W_{m)$

$W_{m}=M^{2}dL^{2},$

unde este grosimea domeniului și este modulul vectorului de magnetizare în interiorul domeniului. $d$ $M$

Energia pereților domeniului este determinată folosind energia de suprafață a pereților domeniului : $\sigma$

$W_{d}=\sigma LhN,$

unde este numărul de limite de domeniu. Atunci energia totală arată astfel: $N=L/d$

$W_{d}+W_{m}=\sigma L^{2}{\frac {h}{d}}+M^{2}dL^{2}$ .

Mărimea optimă a domeniului, la care se atinge minimul sumei , depinde de parametrii plăcii după cum urmează [4] [5] [6] : $W_{d}+W_{m)$

$d_{opt}^{2}=l_{0}h,$

unde este lungimea caracteristică. $l_{0}=\sigma /M^{2}$

Supravegherea domeniului

Aplicații în practică

stocarea datelor pe hard disk se realizează folosind domenii magnetice dispuse orizontal sau vertical;
domeniile magnetice care se deplasează de-a lungul pistelor speciale pot fi folosite pentru a crea o memorie de urmărire promițătoare [7] .

Vezi și

Note

↑ Domenii ferromagnetice . Enciclopedie fizică. Consultat la 17 aprilie 2011. Arhivat din original pe 27 ianuarie 2012. (nedefinit)
↑ Domenii antiferomagnetice . Enciclopedie fizică. Consultat la 17 aprilie 2011. Arhivat din original pe 26 ianuarie 2012. (nedefinit)
↑ În cazul general, substanțele ale căror molecule au un moment în absența unui câmp vor avea două (ambele) mecanisme de polarizare: alături de rotațiile atomilor/moleculelor pot apărea și deplasări de electroni (densitatea electronilor ).
↑ 1 2 3 V.D. Buchelnikov. Fizica domeniilor magnetice // Jurnal educațional Soros. - 1997. - Nr. 12 .
↑ 1 2 3 Kaganov M.I., Tsukernik V.M. Natura magnetismului . - Moscova: Nauka, 1982. - Biblioteca T. „Quantum”, numărul 16. — 192 p. (Rusă)
↑ L.D. Landau, E.M. Rahati. Curs de Fizică Teoretică . - Moscova: Nauka, 1982. - V. 8 (electrodinamica mediilor continue). - S. 222. - 620 p. (Rusă)
↑ iXBT.com :: Toate știrile :: Oamenii de știință IBM aduc mai aproape de realitate crearea „memoriei pistelor” Arhivat 1 ianuarie 2011 la Wayback Machine

Literatură

Kitaygorodsky A.I. Fizica pentru toată lumea: electroni. - Ed. a II-a, revizuită. — M.: Nauka. Ediția principală a Fiz.-Math. Literatură, 1982. - p. 122-124. — 208 p.