Dominio (magnetismo)

Un dominio es una región macroscópica en un cristal magnético en el que la orientación del vector de magnetización homogéneo espontáneo [1] o el vector de antiferromagnetismo [2] (a una temperatura por debajo del punto de Curie o Neel , respectivamente) se gira o se desplaza en un cierto - estrictamente ordenado - camino [3] , es decir, polarizado en relación con las direcciones del vector correspondiente en dominios vecinos.

Los dominios son formaciones que consisten en una gran cantidad de átomos [ordenados] ya veces visibles a simple vista (dimensiones del orden de 10 −2 cm 3 ).
Existen dominios en cristales ferro y antiferromagnéticos , ferroeléctricos y otras sustancias que exhiben un orden espontáneo de largo alcance .

Teoría del dominio

Consideremos una placa ferromagnética cuadrada plana con espesor y área . La distribución de equilibrio del vector de magnetización corresponde al mínimo de la energía total de la placa. La energía total incluye la energía de interacción de intercambio , la energía de anisotropía magnética , la energía de las paredes del dominio , la energía asociada con la aparición de un campo magnético alrededor de la placa [4] . $h$ $L^{2}$ ${\ Displaystyle W_ {e}}$ ${\ estilo de visualización W_ {a}}$ ${\ Displaystyle W_ {d}}$ ${\ Displaystyle W_ {m}}$

En el caso de que la placa esté magnetizada uniformemente y el vector de magnetización se encuentre en el eje cristalográfico correspondiente al mínimo de anisotropía magnética, se alcanza el mínimo de la suma . En cambio, en este caso, la energía resulta ser muy grande [5] , ya que alrededor de la placa se forma un campo magnético cuyas líneas de fuerza se alejan de esta placa. El valor de esta energía será menor cuanto menor sea el campo magnético alrededor de la placa. Tal situación se realiza [5] cuando la placa se divide en regiones (dominios), en cada uno de los cuales el vector de magnetización está dirigido en todas partes a lo largo del eje de magnetización fácil, pero en los dominios vecinos las direcciones del vector de magnetización son diferentes. Por un lado, con tal configuración, la energía disminuye, pero, por otro lado, al aumentar el número de dominios, la energía de las paredes de dominio aumenta , ya que la coexistencia de espines antiparalelos es desfavorable desde el punto de vista de la energía de interacción de intercambio. $W_{e}+W_{a}$ ${\ Displaystyle W_ {m}}$ ${\ Displaystyle W_ {m}}$ ${\ Displaystyle W_ {d}}$

La energía en magnitud se puede estimar de la siguiente manera [4] : ${\ Displaystyle W_ {m}}$

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

donde es el espesor del dominio y es el módulo del vector de magnetización dentro del dominio. $d$ $METRO$

La energía de las paredes del dominio se determina utilizando la energía superficial de las paredes del dominio : $\sigma$

$W_{d}=\sigma LhN,$

donde es el número de límites de dominio. Entonces la energía total se ve así: ${\ estilo de visualización N = L/d}$

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

El tamaño de dominio óptimo, en el que se alcanza el mínimo de la suma , depende de los parámetros de la placa de la siguiente manera [4] [5] [6] : ${\displaystyle W_{d}+W_{m))$

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

donde es la longitud característica. $l_{0}=\sigma /M^{2}$

Vigilancia de dominios

Aplicaciones en la práctica

el almacenamiento de datos en discos duros se lleva a cabo utilizando dominios magnéticos dispuestos horizontal o verticalmente;
los dominios magnéticos que se mueven a lo largo de pistas especiales se pueden utilizar para crear una memoria de pista prometedora [7] .

Véase también

Notas

↑ Dominios ferromagnéticos . Enciclopedia física. Consultado el 17 de abril de 2011. Archivado desde el original el 27 de enero de 2012. (indefinido)
↑ Dominios antiferromagnéticos . Enciclopedia física. Consultado el 17 de abril de 2011. Archivado desde el original el 26 de enero de 2012. (indefinido)
↑ En el caso general, las sustancias cuyas moléculas tienen un momento en ausencia de un campo tendrán dos (ambos) mecanismos de polarización: junto con las rotaciones de átomos/moléculas, también pueden ocurrir desplazamientos de electrones (densidad de electrones ).
↑ 1 2 3 V. D. Buchelnikov. Física de dominios magnéticos // Revista educativa de Soros. - 1997. - Nº 12 .
↑ 1 2 3 Kaganov M.I., Tsukernik V.M. La naturaleza del magnetismo . - Moscú: Nauka, 1982. - Biblioteca T. "Quantum", número 16. — 192 págs. (Ruso)
↑ L. D. Landau, E. M. Mierda. Curso de Física Teórica . - Moscú: Nauka, 1982. - V. 8 (electrodinámica de medios continuos). - S. 222. - 620 pág. (Ruso)
↑ iXBT.com :: Todas las noticias :: Científicos de IBM acercan la creación de "memoria de seguimiento" a la realidad . Archivado el 1 de enero de 2011 en Wayback Machine .

Literatura

Kitaygorodsky A.I. Física para todos: Electrones. - 2ª ed., revisada. — M.: Nauka. La edición principal de Phys.-Math. Literatura, 1982. - p. 122-124. — 208 págs.