Приглашаем посетить сайт

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах
ОДНОДОМЕННЫЕ ЧАСТИЦЫ

ОДНОДОМЕННЫЕ ЧАСТИЦЫ

ОДНОДОМЕННЫЕ ЧАСТИЦЫ - ферро-, ферри- и слабоферромагнитпые частицы малых размеров (меньше критического r _с, см. ниже), в к-рых образование магнитной доменной структуры невыгодно энергетически.

Однородно намагниченному состоянию массивногообразца размером, большим r _с, соответствует большая магнитостатическаяэнергия где M_S- намагниченность насыщения, V - объем образца,N- численныйфактор, зависящий от формы образца. При переходе в многодоменное состояние понижается настолько, что полная энергия образца оказывается меньше его энергии в однодоменном состоянии. Именно с этим выигрышем в энергии () и связано существование многодоменного состояния в массивных образцах. <Однако указанный выигрыш в энергии уменьшается с уменьшением линейных размеровобразца. Это связано с тем, что при образовании доменов к полной магн. <энергии образца добавляется энергия доменных стенок к-раяпри уменьшении размеров образца г уменьшается медленнее, чем Следовательно, начиная с нек-рого размера образца r = r _с выигрыш в энергии, связанный с уменьшением становится меньше проигрыша в энергии, связанного с образованием доменныхстенок. Т. о., в частицах с rr _с энергетически выгодным оказывается однодоменпое состояние. Величину . наз. <критическимразмером однодоменности.

На возможность существования О. ч. впервыеобратили внимание Я. И. Френкель и Я. Г. Дорфман (1930).

Значение r _с для разныхмагн. материалов заключено в пределах 10^-2 - 10^-6 см.

Для образования однородного состояниявовсе не обязательно, чтобы малыми были все размеры образца. В однодоменномсостоянии может находиться, напр., магнитно-одноосный образец в виде тонкогои бесконечно длинного цилиндра с осью, параллельной оси лёгкого намагничивания. Тоже относится и к тонким магнитным плёнкам с толщиной меньше нек-ройкритической, но с безграничными размерами в плоскости, параллельной поверхности.

Из-за больших энергетнч. барьеров междуразл. магн. состояниями однодоменное состояние частиц, напр. в нулевомвнеш. магн. поле Н, может быть метастабильным. В связи сэтим, являясь однодомеиными при Н= 0, частицы не обязательно остаютсятаковыми при изменении направления намагниченности под влиянием Н. Наэто впервые обратил внимание Е. И. Кондорский (1952), к-рый ввёл понятие"абсолютной однодоменности". Абсолютно однодоменными являются частицы сразмерами r< r₀ (r₀ - размерабсолютно однодоменной частицы), в к-рых при любых значениях и направлениях Н намагниченностьостаётся однородной по всему объёму образца.

Аналитич. выражение размера r₀ для сферич. ферромагн. частицы было найдено У. Брауном (W. F. Brown) в 1957. В этой ф-ле А - обменныйпараметр, x₁ =2,08. Для Fe ( А =0,8 х 10^-6 эрг/см, M_S =1700 Гс) r₀ = 53,5 А. <Возможность существования О. ч. имеет важное практич. значение, напр.,для изготовления высокоэнергоёмких пост. магнитов, получаемых путём прессованияконгломератов однодоменных частиц, а также для магн. записи информации.

Лит.: Вонсовский С. В., Магнетизм, <М., 1971; Браун У. Ф., Микромагнетнзм, пер. с англ., М., 1979.

Б. Н. Филиппов.