29.Домени. Спінова природа магнетизму. Точка к’юрі.
Магнітний домен - просторова область, в якій магнітні моменти окремих частинок орієнтовані однаково і досягається максимальне намагнічування. Суміжні магнітні домени відділені один від одного доменними стінками. Розміри доменів можуть досягати 100 мкм.
Поняття магнітних доменів запропонував на початку 20-го століття П'єр Вейс для пояснення особливостей гістерезису в феромагнетиках. Загально відомо, що феромагнітні матеріали, наприклад залізо, можуть бути ненамагніченими, хоча й перебувають у феромагнітній фазі. Вейс висловив припущення, що весь об'єм такої речовини розбивається на намагнічені області. Випадкова орієнтація сумарних магнітних моментів таких областей призводить до відсутності макроскопічного магнітного моменту.
В зовнішньому магнітному полі відбувається як переорієнтація магнітних моментів окремих доменів, так і зміна розмірів цих доменів за рахунок руху доменних стінок. Це призводить до намагнічення зразка, яке зберігається при зменшенні зовнішнього магнітного поля до нуля.
Феромагнетикі проявляють сильну залежність свого намагнічення від механічних деформацій та температур. Існує температура при якій феромагнетикі втрачають свої властивості і претворюється в парамагнетика. Ця температура називається точкою К‘юрі.
χ=c/(T-T(c))
Природою феромагнетиків є обміні взаємодії між атомами-сусідами. Ці взаємини визначають спінові магнітні моменти атомів. Вони приводять до того що весь об’єм феромагнетиків самовільно розбивається на області, які називаються доменами. Домен це область повного намагнічення, в якій всі магнітні моменти атомів орієнтовані однаково. Домени розділені між собою доменними стінками. В зовнішньому магнітному полі відбувається як переорієнтація магнітних моментів окремих доменів, так і зміна розмірів цих доменів за рахунок руху доменних стінок. Це призводить до намагнічення зразка, яке зберігається при зменшенні зовнішнього магнітного поля до нуля. Домени існують при температурі нижче точки Кюрі.
феромагнетик
Точка Кюрі, або температура Кюрі, - температура фазового переходу II роду, пов'язаного зі стрибкоподібним зміною властивостей симетрії речовини (наприклад, магнітної - в феромагнетиках, електричної - всегнетоелектриках, крісталлохимічеськой - в упорядкованих сплавах). Названа по імені П. Кюрі. При температурі Tнижче точки Кюрі Q ферромагнетики володіють мимовільної (спонтанної) намагніченістю і певної магнітно-кристалічної симетрією. У точці Кюрі ( T = Q ) Інтенсивність теплового руху атомів ферромагнетика виявляється достатньою для руйнування його мимовільної намагніченості ("магнітного порядку") та зміни симетрії, в результаті феромагнетик стає парамагнетиків. Аналогічно у антиферомагнетиків при T = Q (У так званій антиферомагнітної точці Кюрі або точці Нееля) відбувається руйнування характерною для них магнітної структури (магнітних підграток), і антиферомагнетики стають парамагнетиками. В сегнетоелектриках і антісегнетоелектріках при T = Qтепловий рух атомів зводить до нуля мимовільно упорядковану орієнтацію електричних диполів елементарних осередків кристалічної решітки. У упорядкованих сплавах в точці Кюрі (її називають у випадку сплавів такожточкою Курнакова) ступінь далекого порядку в розташуванні атомів (іонів) компонентів сплаву стає рівною нулю.
Таким чином, у всіх випадках фазових переходів II роду (типу точки Кюрі) при T = Q в речовині відбувається зникнення того чи іншого виду атомного "порядку" (впорядкованої орієнтації магнітних або електричних моментів, далекого порядку в розподілі атомів по вузлам кристалічної решітки в сплавах і т. п.). Поблизу точки Кюрі в речовині відбуваються специфічні зміни багатьох фізичних властивостей (наприклад, теплоємності, магнітної сприйнятливості та ін), що досягають максимуму при T = Q , Що зазвичай і використовується для точного визначення температури фазового переходу.