3Природа феромагнетического материала

ферромагнетики при температурах ниже точки Кюри обладают спонтанной намагниченностью независимо от наличия внешнего намагничивающего поля. Спонтанное намагничение, однако, находится в кажущемся противоречии с тем, что многие ферромагнитные материалы даже при температурах ниже точки Кюри не намагничены. Для устранения этого противоречия Вейсс ввел гипотезу, согласно которой ферромагнетик ниже точки Кюри разбивается на большое число малых макроскопических областей ≈доменов, самопроизвольно намагниченных до насыщения. При ослаблении внешнего магнитного поля до нуля ферромагнетики сохраняют остаточное намагничение, так как тепловое движение не в состоянии быстро дезориен╜тиро 616d37hg 74;ать магнитные моменты столь крупных образований, какими являются домены. Поэтому и наблюдается явление магнитного гистерезиса (рис. 195). Для того чтобы ферромагнетик размагнитить, необходимо приложить коэрцитивную силу; размаг╜ничиванию способствуют также встряхивание и нагревание ферромагнетика. Точка Кюри оказывается той температурой, выше которой происходит разрушение доменной структуры.  В настоящее время установлено, что магнитные свойства ферромагнетиков определяются спиновыми магнитными моментами элект╜ронов (прямым экспериментальным указанием этого служит опыт Эйнштейна и де Гааза

4Доменная структура ферромагнетика

В ферромагнетике при температурах, не превышающих точку Кюри ( ), спиновые моменты атомов с недостроенными d и f-оболочками ориентируются параллельно друг другу. При этом намагниченность должна стремиться к насыщению. Однако опыт показывает, что намагниченность ферромагнитного образца часто оказывается нулевой и только при помещении его во внешнее магнитное поле намагниченность возрастает и быстро достигает насыщения уже в достаточно слабых полях.

Вейсс предположил, что макроскопический образец ферромагнетика разбивается на множество областей, называемых доменами, каждый из которых намагничен до насыщения. Однако направления векторов суммарной намагниченности отдельных доменов ориентированы по-разному, и результирующая намагниченность образца ферромагнетика оказывается нулевой (рис. 7.15).

Друг от друга домены отделены слоями, в которых происходит поворот спинов от ориентации, свойственной одному домену, к ориентации, свойственной соседнему. Такие слои называютсястенками Блоха (рис. 7.16). В железе их толщина достигает приблизительно 300 постоянных решетки (около 1000 Å).

 

Рис. 7.15. Ферромагнитный образец с нулевой результирующей намагниченностью	Рис. 7.16. Изменение направления спинов на границе доменов (в стенке Блоха)