Domini magnètic

Els dominis magnètics són regions dins d'un material en les quals els moments magnètics (els menuts imans permanents que componen els imans macroscòpics) estan alineats. Un domini magnètic pot aparéixer en un material en el que es done un ordenament magnètic de llarc alcanç (ferromagnético o ferrimagnético, entre uns atres). Varen ser descoberts per Pierre Weiss, qui es va donar conte, en 1907, que els materials ferromagnéticos estan formats per estos dominis.

Si els dominis magnètics en un dau material estan orientats al mateix pol, dit material no exhibirà propietats magnètiques; perque pols iguals es repelixen, mentres que pols oposts s'atrauen. Açò permet explicar per qué el ferro no és espontàneament ferromagnético. Açò va ser provat per Barkhausen en 1919, qui per mig d'amplificadors electrònics va sentir els "clics" quan un camp extern obliga als dominis de Weiss a alinear-se. Est és un comportament irreversible que explica el fenomen d'histéresis.

Els dominis estan separats per les cridades parets de domini, en les quals es produïx la transició en l'orientació dels dipols. Per damunt de certa temperatura crítica (Temperatura de Curie), els dominis magnètics es desordenen i desapareixen per efecte de l'entropía, donant lloc a un sistema paramagnético.

En certes condicions (camps elevats, monocristales, mostres de chicotet tamany), un material pot estar compost per un únic domini magnètic denominat monodominio.

Archiu:Dominios.png

Esquema de dominis magnètics d'un ferromagneto alineant-se en un camp creixent

¿Per qué es formen els dominis?

Archiu:Powstawanie domen by Zureks.png

Com el dividir un material ferromagnético en dominis reduïx l'energia magnetoestática.

Els materials ferromagnéticos, com el ferro creen o formen els seus dominis, depén de la temperatura de descens o com es vaig gelar el material i la seua pressió atmosfèrica, aixina es dividixen en dominis separats preferencialment que estar uniformemente magnetizados, per a aixina reduir la seua energia interna.

Les contribucions energètiques en el sistema poden ser descrites per un camp magnètic efectiu, que actua sobre l'estat de magnetisació. Llavors definint

${\mathbf{\text{<mi fromhbox="1">𝐇</mi>}}}_{\text{eff}}=-\frac{1}{{\mu }_0}\frac{\partial E}{\partial \overrightarrow{m}}$

Entre les contribucions energètiques principals, tenim:

$E=E_{\text{ex}}+E_{\text{D}}+E_{\lambda }+E_{\text{k}}+E_{\text{H}}$.

a on els térmens són l'energia d'intercanvi, energia magnetoestática, energia magnetoelástica, energia magnetocristalina i l'energia d'interacció Zeeman respectivament.

Archiu:Moving magnetic domains by Zureks.gif

Dominis magnètics estenent-se en funció d'un camp magnètic aplicat en direcció $-z$ (flecha perpendicular al pla de la mostra, apuntant cap a avall). Les zones blanques són dominis en direcció dalt, les àrees negres són dominis en direcció avall.

La dinàmica de la magnetisació dels dominis obedix l'equació de Landau-Lifshitz-Gilbert.