Ферромагнетики (стр. 5 из 5)

Под влиянием внешнего поля происходит перестройка и перегруппировка таких «областей самопроизвольного намагничивания», в результате которой получают преимущество те области, намагничивание которых параллельно внешнему полю, и вещество в целом оказывается намагниченным.

Один из примеров такой перестройки областей самопроизвольного намагничивания показан на рис. 11. Здесь схематически изображены две смежные области, направления намагничивания которых перпендикулярны друг к другу.

При наложении поля Н часть атомов области В, в которой намагничивание перпендикулярно к полю, на границе ее с областью А, в которой намагничивание параллельно полю, поворачивается, так что направление их магнитного момента становится параллельным полю. В результате область А, намагниченная параллельно внешнему полю, расширяется за счет тех областей, в которых направление намагничивания образует большие углы с направлением поля, и возникает преимущественное намагничивание тела по направлению внешнего поля. В очень сильных внешних полях возможны и повороты направления ориентации всех атомов в пределах целой области.

При снятии (уменьшении) внешнего поля происходит обратный процесс распада и дезориентации этих областей, т. е. размагничивание тела. Ввиду больших по сравнению с атомами размеров «областей самопроизвольного намагничивания» как процесс ориентации их, так и обратный процесс дезориентации происходит с гораздо большими затруднениями, чем установление ориентации или дезориентации отдельных молекул или атомов, имеющее место в парамагнитных и диамагнитных телах. Этим и объясняется отставание намагничивания и размагничивания от изменения внешнего поля,

т. е. гистерезис ферромагнитных тел.

Рис. 11. Схема, иллюстрирующая ориентацию молекулярных магнитов в «областях самопроизвольного намагничивания» А и В. а) Внешнее магнитное поле отсутствует;б) под действием внешнего магнитного поля Н области А и Вперестраиваются.

В последнее время в связи с микроминиатюризацией радиоэлектронной аппаратуры проявляется большой интерес к изучению и использованию для обработки информации специфических доменных структур- полосовых, цилиндрических доменов (ЦМД) и ряда других. Долгое время микроминиатюризация магнитных элементов и устройств значительно отставала от микроминиатюризации полупроводниковых устройств. Однако, в последние годы здесь достигнуты большие успехи. Они связаны с возможностью использования единичного магнитного домена в качестве элементарного носителя информации. Обычно таким носителем информации является ЦМД. Он формируется при определенных условиях в монокристаллических пластинках или пленках некоторых ферритов.

Доменная структура таких тонких ферритовых пленок весьма специфична. Характер доменов и границ между ними существенно зависит от толщины пленки. При малой толщине из-за того, что размагничивающий фактор в плоскости пленки на много порядков меньше, чем в направлении нормали к ней, намагниченность располагается параллельно плоскости пленки. В этом случае образования доменов с противоположными направлениями намагничивания по толщине пленки не происходит. В пленках, толщина которых больше некоторой критической, возможно образование доменов полосовой конфигурации. Пленка разбивается на длинные узкие домены шириной от долей микрометра до нескольких микрометров, причем соседние домены намагничены в противоположных направлениях вдоль нормали к поверхности. Такие магнитные пленки получили название «закритических», их толщина находится в пределах 0,3-10 мкм

Приложение внешнего магнитного поля, направленного перпендикулярно плоскости пленки с полосовыми доменами, приводит к изменению размеров и формы доменов. При увеличении поля происходит уменьшение длины полосовых доменов, а затем наименьший домен превращается в цилиндрический. В некотором интервале значений внешнего магнитного поля в пленке могут существовать как полосовые домены, так и ЦДМ. Дальнейшее увеличение поля приводит к тому, что ЦДМ уменьшается в диаметре, а оставшиеся полосовые домены превращаются в цилиндрические. ЦДМ могут исчезнуть (коллапсировать) при достижении некоторого значения поля и, таким образом, вся пленка намагнитится однородно. Впервые ЦДМ наблюдались в пленках ортоферритов – веществах, имеющих химическую формулу

RfeO₃, где R- редкоземельный элемент.

ЦДМ могут использоваться для создания запоминающих и логических устройств. При этом наличие домена в данной точке пленки соответствует значению «1», а отсутствие –значению «0». Для хранения и передачи информации с помощью ЦДМ нужно уметь формировать домены, хранить их, перемещать в заданную точку, фиксировать их присутствие или отсутствие (т.е. считывать информацию), а также разрушать ненужные ЦДМ.

Список использованной литературы:

1. Иродов И.Е. «Электромагнетизм». Основные законы

М. ; Лаборатория базовых знаний, 2000

2. Павлов П.В., Хохлов А.Ф. “Физика твердого тела”

М. – Высшая школа, 2000

3. Яворский Б.М., Детлаф А.А. “Справочник по физике”

М. –Наука.Физматлит, 1996

4. Элементарный учебник физики под ред. Ландсберга Г.С. “Электричество и магнетизм”

М. – Наука, 1975

5. Трофимова Т.И. “Курс физики”

М. – Высшая школа, 1999