在鐵磁材料中肩钠，單個(gè)原子磁矩傾向于彼此平行排列，使一種稱為交換能的能量保持在較低的值暂殖。其磁疇劃分過程將取決于五種能量价匠。
鐵磁材料的磁疇劃分過程
交換能Eexchange的起源可以在構(gòu)成鐵磁性基礎(chǔ)的自旋-自旋相互作用中找到。當(dāng)未成對電子的自旋平行時(shí)呛每，交換能zui小踩窖。然而，自旋的平行排列從而增加了原子磁矩的另一種能量晨横，即靜磁能洋腮。產(chǎn)生大的外部磁場，過程如圖1a所示手形。因此啥供，為了降低靜磁能，發(fā)生了反平行磁化的磁疇分裂库糠，同時(shí)這些磁疇之間也開始形成磁壁(圖1b)滤灯。在這種構(gòu)型下，交換能有所增加;然而曼玩，靜磁能降低鳞骤。因此，在材料內(nèi)部形成了幾個(gè)磁疇黍判，使得每個(gè)磁疇都包含單獨(dú)的磁矩豫尽。這些力矩加起來就是每個(gè)磁域中的總磁化強(qiáng)度。
圖1
由于五種不同能量之間的zui小化競爭顷帖，磁疇的形成是一個(gè)多步驟的過程美旧。如上圖所示:(a)單個(gè)原子力矩的對齊，導(dǎo)致靜磁能增加(較大的通量線)贬墩。因此榴嗅，產(chǎn)生了一個(gè)大的外部磁場;(b)出現(xiàn)反平行磁化的磁疇分裂降低了靜磁能并減小了磁通線，從而允許通過相鄰磁疇閉合陶舞。注意磁疇之間形成的磁壁
我們傾向于進(jìn)一步劃分磁疇;然而嗽测，這會使其他能量失去平衡。鐵磁體的晶體對稱性產(chǎn)生了磁晶(各向異性)能量，也尋求zui小值唠粥。當(dāng)磁疇的磁化方向與shou選晶體學(xué)方向?qū)R時(shí)疏魏，例如鐵含量< 100 >。這些方向也被稱為易磁化軸晤愧。所有這些劃分為磁疇和磁矩排列產(chǎn)生晶格應(yīng)變大莫，通過磁彈性能量與區(qū)域磁化的方向有關(guān)。當(dāng)晶格變形使磁疇在磁化方向上拉長或收縮時(shí)官份，該能量達(dá)到zui小只厘。
在具有反平行磁化的疇之間形成的磁壁引入了它自己的能量，與磁壁本身相關(guān)的能量舅巷。這是能量平衡中的第五種能量羔味，這是由于磁壁在單位表面積和單位壁厚上都有一定的能量。它的產(chǎn)生是因?yàn)槟切┰恿夭黄叫杏诒舜饲男常蛘卟黄叫杏谝粋€(gè)簡單的軸介评。壁面能量Ewall增加了交換能库北，其中壁面附近的交換能zui高爬舰。這種交換能也被稱為交換力，只作用于一到兩個(gè)原子距離上寒瓦，它是由泡利不相容原理產(chǎn)生的情屹，是一種基于波函數(shù)重疊程度的量子力學(xué)效應(yīng)。參與磁疇形成的五種基本能量如下:
這五種能量的增加和減少對材料中晶格的平衡有影響杂腰，因此并不是所有的能量都能同時(shí)達(dá)到zui低垃你。某種磁性結(jié)構(gòu)的形成是五種基本能量被zui小化的結(jié)果，盡管能量本身可能不是zui小的喂很。作為五種不同能量之間zui小化競爭的結(jié)果惜颇，鐵磁材料自發(fā)地分裂成磁疇。
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