Dominio Magnética

Domain Magnetic
 

Desarrollo de la teoría del dominio

Teoría del dominio magnético fue desarrollado por el físico francés Pierre-Ernest Weiss quien en 1906 propuso su existencia en ferromagnetos. Sugirió que gran número de los momentos magnéticos atómicos (normalmente 1012-1018) fueron alineados en paralelo. La dirección de alineación varía de dominio a dominio de una manera más o menos aleatoria aunque eje cristalográfico determinado puede ser preferido por los momentos magnéticos, llamados ejes fáciles. Weiss todavía tenía que explicar la razón de la alineación espontánea de los momentos atómicos dentro de un material ferromagnético, y se le ocurrió el campo medio llamado Weiss: se supone que un momento magnético en un material muy experimentado un alto campo magnético efectivo debido a la magnetización de sus vecinos. En la teoría original de Weiss el campo media fue proporcional a la magnetización M a granel, de modo que

¿dónde está el campo medio constante.

Sin embargo, esto no es aplicable a ferromagnetos debido a la variación de la magnetización de dominio a dominio. En este caso, el campo de interacción es

Donde Ms es la magnetización de saturación a 0K.

Más tarde, la teoría cuántica ha permitido entender el origen microscópico de la materia Weiss. La interacción de intercambio entre espines localizados a favor de un paralelo (en ferromagnetos) o un anti-paralelo (en anti-ferromagnetos) Estado de la vecina momentos magnéticos.

Consideraciones energéticas

Giro de la orientación y el aumento de tamaño de los dominios magnéticos debido a un campo aplicado externamente (comparar la energía Zeeman).

La existencia de dominios magnéticos es un resultado de la minimización de la energía. Landau y Lifshitz propuesto estructuras teóricas de dominio basados ??en un concepto de energía mínimo, que constituye la base de la teoría del dominio actual. La razón principal de la existencia de dominios dentro de un cristal es que su formación reduce la energía libre magnético. En el caso más simple de un cristal, la energía, E, es la suma de varios términos de energía libre:

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donde Eex es el intercambio de energía, Ek es la energía de anisotropía magnetocristalina, E es la energía magnetoelástica, ED es la energía magneto-estática, y EH es la energía de la Zeeman, es decir, la energía del material magnético en presencia de un externas aplicadas campo. Un Ew energía pared también se podría añadir. Sin embargo, desde la SE comprende Eex y Ek, no es necesario incluir Ew como un término independiente en la ecuación.

Magneto-estática energía: Este es un auto-energía, debido a la interacción del campo magnético creado por la magnetización en alguna parte de la muestra en otras partes de la misma muestra. Intrínsecamente, tiene exactamente la misma naturaleza que la “energía Zeeman” Pero la interacción del material con el mismo se pone en la energía magnetostática mientras que la interacción con el campo magnético externo se pone en la “energía Zeeman”. Este término de energía es el único responsable de la presencia de dominios magnéticos en los materiales magnéticos. Minimizar su valor, es necesario que la magnetización en el material hace que los bucles cerrados, con la magnetización permanecer paralela a los bordes de la muestra.

Energía magnetoelástica: Esta energía es debido al efecto de magnetostricción, un ligero cambio en las dimensiones del cristal cuando se magnetiza. Esto provoca deformaciones elásticas en la red, y la dirección de magnetización que minimiza estas energías de deformación será favorecido.

Anisotropía de energía: La red cristalina es “fácil” para magnetizar en algunas direcciones y los “duros” para magnetizar a los demás. Magnetización en las sencillas instrucciones disminuye esta energía.

Energía Zeeman:. Energía resultante de la interacción entre el material magnético y un campo magnético aplicado externamente

Observación de dominio

Hay muchas formas de observar dominios magnéticos. Cada método tiene una aplicación diferente porque no todos los dominios son el mismo. En la materia condensada, los dominios pueden ser circular, cuadrada, irregular, alargada, y rayado, todos los cuales tienen diferentes tamaños y dimensiones. Dominios grandes, dentro de la gama de 25-100 micrómetros puede ser visto fácilmente por microscopía de Kerr, que se aplica un fenómeno físico llamado efecto Kerr magneto-óptica. Otros dominios, tales como dominios dentro de la gama de unos pocos nanómetros puede ser documentada por el uso de la microscopía de fuerza magnética.

Véase también

Weiss dominios

Magnetostática energía

Referencias

^ P. Weiss (1906) La variación du du ferromagnetisme temperatura, Comptes Rendus, 143, p.1136-1149, citada en el Cullity, 2008, p.116

^ Cullity, f apagado; C. D. Graham (2008). Introducción a los Materiales Magnéticos, 2 ª Ed. .. Nueva York: Wiley-IEEE. 116 pp. ISBN 0471477419. http://books.google.com/books?id=ixAe4qIGEmwC&pg=PA116&lpg=PA116.

^ R. Carey, Isaac ED, los dominios magnéticos y técnicas para su observación, El Inglés University Press Ltd, Londres, (1966).

Jiles, David (1998). Introducción al magnetismo y materiales magnéticos. London: Chapman & Hall. ISBN 0-412-79860-3.

Enlaces externos

Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre dominios magnéticos

Tutorial interactivo de Java en dominios magnéticos Laboratorio Nacional de Alto Campo Magnético

Magnetismus und Magnetooptik un texto alemán sobre el magnetismo y la magneto-óptica

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