Доменна стінка (магнетизм)
Доменна стінка — межа між магнітними доменами з різним напрямком намагніченості.
Загальні положення
Причиною утворення магнітних доменних стінок є конкуренція між обмінною взаємодією і магнітною анізотропією, які прагнуть збільшити і зменшити товщину стінки відповідно[1]. Товщина доменної стінки оцінюється за порядком величини як
де A — коефіцієнт неоднорідної обмінної взаємодії, K — коефіцієнт магнітної анізотропії (тут вони записані в такому вигляді, що густина обмінної взаємодії і магнітної анізотропії залежать або від розмірного вектора намагніченості, або від одиничного вектора, сонаправленого йому), a — відстань між магнітними атомами (типового близько 0,5 ·10−7см), — обмінне поле (ще називають молекулярним полем Вейса, близько 107Е), — поле анізотропії. Таким чином, товщину доменної стінки можна визначити як величину, що лежить в інтервалі 10-100 нм[2].
Види доменних стінок
Класифікація доменних стінок проводиться в залежності від способу поворота вектора намагніченості всередині доменної стінки, а також від симетрії кристала. До першого типу відносяться доменні стінки типу Блоха і Нееля. Стінки другого типу мають в назві вказівку кута, на який змінюється напрям намагніченості в сусідніх доменах. Згідно з іншою класифікацією стінки Блоха і Нееля є 180°-ми, тобто, сусідні домени мають антипаралельні вектори намагніченості[3].
Стінка Блоха
Поворот вектора намагніченості при переході між доменами може відбуватись по — різному. У разі, якщо площина доменної стінки містить вісь Шаблон:Li, то намагніченість в доменах буде паралельна стінці. Ландау і Ліфшицем був запропонований механізм переходу між доменами, в якому вектор намагніченості провертається в площині стінки, міняючи свій напрямок на протилежний. Стінку такого типу було названо блохівською, на честь Фелікса Блоха, який вперше досліджував рух доменних стінок[3].
Стінки з скороченим кутом
Стінка Нееля відрізняється від блохівської стінки тим, що поворот намагніченості відбувається не в її площині, а перпендикулярно до неї. Зазвичай, її утворення енергетично невигідне[4]. Стінки Нееля утворюються в тонких магнітних плівках товщиною приблизно або менше 100нм. Причиною цього є розмагнічуюче поле, величина якого обернено пропорційна товщині плівки. Внаслідок цього намагніченість орієнтується в площині плівки, і перехід між доменами відбувається всередині тієї ж площини, тобто перпендикулярно до самої стінки[5].
Стінки зі скороченим кутом
У матеріалах з багатовісною анізотропією зустрічаються доменні стінки, в яких кут повороту намагніченості менше 180°. До цього ефекту призводить додаток поля перпендикулярної легкої осі матеріалу з одновісною анізотропією[6].
Інші види доменних стінок
Циліндричні доменні стінки
Форма зразка може істотно впливати на форму магнітних доменів і межі між ними. В циліндричних зразках можливе утворення доменів циліндричної форми, розташовані радіально симетричні. Стінки між ними також називають циліндричними[7].