28. Домены

Домен— область вферромагнитном кристалле, в которой существует самопроизвольнаянамагниченностьпритемпературенижетемпературы Кюри. Аналогичные домены существуют также всегнетоэлектрическихкристаллахи других веществах, обладающих спонтаннымдальним порядком.

• хранение данных на жестких дискахосуществляется с использованием горизонтально или вертикально расположенных магнитных доменов;

• магнитные домены, перемещаемые по специальных трекам, могут быть использованы при создании перспективной трековой памяти ^[1].

29. Температура Кюри

Точка Кюри, илитемпература Кюри, — температурафазового переходаII рода, связанного со скачкообразным изменением свойств симметрии вещества (например, магнитной — вферромагнетиках, электрической — всегнетоэлектриках, кристаллохимической — в упорядоченных сплавах). Назван по имениП. Кюри. При температуреTниже точки КюриQферромагнетики обладают самопроизвольной (спонтанной) намагниченностью и определённой магнитно-кристаллической симметрией. В точке Кюри (T=Q) интенсивность теплового движения атомов ферромагнетика оказывается достаточной для разрушения его самопроизвольной намагниченности («магнитного порядка») и изменения симметрии, в результате ферромагнетик становитсяпарамагнетиком. Аналогично уантиферромагнетиковприT=Q(в так называемойантиферромагнитной точке Кюриилиточке Нееля) происходит разрушение характерной для них магнитной структуры (магнитных подрешёток), и антиферромагнетики становятся парамагнетиками. В сегнетоэлектриках и антисегнетоэлектриках приT=Qтепловое движение атомов сводит к нулю самопроизвольную упорядоченную ориентацию электрических диполей элементарных ячеек кристаллической решётки. В упорядоченных сплавах в точке Кюри (её называют в случае сплавов такжеточкой Курнакова) степень дальнего порядка в расположении атомов (ионов) компонентов сплава становится равной нулю.

Таким образом, во всех случаях фазовых переходов II рода (типа точки Кюри) при T=Qв веществе происходит исчезновение того или иного вида атомного «порядка» (упорядоченной ориентации магнитных или электрических моментов, дальнего порядка в распределении атомов по узлам кристаллической решётки в сплавах и т. п.). Вблизи точки Кюри в веществе происходят специфические изменения многих физических свойств (например, теплоёмкости, магнитной восприимчивости и др.), достигающие максимума приT=Q, что обычно и используется для точного определения температуры фазового перехода.

Численные значения температуры Кюри приводятся в специальных справочниках.

30. Магнитный гистерезис

Гистере́зис (греч. ὑστέρησις — «отстающий») — свойство систем (обычно физических), которые не сразу следуют приложенным силам. Реакция этих систем зависит от сил, действовавших ранее, то есть поведение системы зависит от её собственной истории. Не следует путать это понятие с инерционностью поведения систем, которое обозначает стабильное сопротивление системы изменению её состояния.

Магнитный гистерезис— явление зависимостивектора намагничиванияи векторанапряженности магнитного поляв веществе не только от приложенного внешнего поля, но и от предыстории данного образца. Магнитный гистерезис обычно проявляется вферромагнетиках—Fe,Co,Niи сплавах на их основе. Именно магнитным гистерезисом объясняется существованиепостоянных магнитов.

Явление магнитного гистерезиса наблюдается не только при изменении поля Hпо величине и знаку, но также и при его вращении (гистерезис магнитного вращения), что соответствует отставанию (задержке) в изменении направленияMс изменением направленияH. Гистерезис магнитного вращения возникает также при вращении образца относительно фиксированного направленияH.

Теория явления гистерезиса учитывает конкретную магнитную доменную структуруобразца и её изменения в ходе намагничивания и перемагничивания. Эти изменения обусловлены смещением доменных границ и ростом одних доменов за счёт других, а также вращением вектора намагниченности в доменах под действием внешнего магнитного поля. Всё, что задерживает эти процессы и способствует попаданию магнетиков в метастабильные состояния, может служить причиной магнитного гистерезиса.

В однодоменных ферромагнитных частицах (в частицах малых размеров, в которых образование доменов энергетически невыгодно) могут идти только процессы вращения M. Этим процессам препятствует магнитная анизотропия различного происхождения (анизотропия самого кристалла, анизотропия формы частиц и анизотропия упругих напряжений). Благодаря анизотропии,Mкак бы удерживается некоторым внутренним полемH_A(эффективным полем магнитной анизотропии) вдоль одной из осей лёгкого намагничивания, соответствующей минимуму энергии. Магнитный гистерезис возникает из-за того, что два направленияM(по и против) этой оси в магнитоодноосном образце или несколько эквивалентных (по энергии) направленийМв магнитомногоосном образце соответствуют состояниям, отделённым друг от друга потенциальным барьером (пропорциональнымH_A). При перемагничивании однодоменных частиц векторMрядом последовательных необратимых скачков поворачивается в направленииH. Такие повороты могут происходить как однородно, так и неоднородно по объёму. При однородном вращенииMкоэрцитивная сила. Более универсальным является механизм неоднородного вращенияM. Однако наибольшее влияние наH_cон оказывает в случае, когда основную роль играет анизотропия формы частиц. При этомH_cможет быть существенно меньше эффективного поля анизотропии формы.

В электронике и электротехнике используются устройства, обладающие магнитным гистерезисом — различные магнитные носители информации, или электрическим гистерезисом, например, триггер Шмиттаилигистерезисный двигатель.