图解磁性材料
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2.3.6 磁畴壁的种类和单磁畴的磁化曲线

——磁畴壁有Bloch壁和Neel壁之分


理论和实验都证明,在两个相邻畴壁之间的原子层的自旋取向由于交换作用的缘故,不可能发生突变的情况,而是逐渐地发生变化,从而形成一个有一定厚度的过渡层,这个过渡层被称为畴壁。

按畴壁两边磁化矢量的夹角来分类,可以把畴壁分为180°畴壁和90°畴壁两种类型。在具有单轴各向异性的理想晶体中,只有180°畴壁。在K>0的理想立方晶体中有180°畴壁和90°畴壁两种类型。在K<0的理想立方晶体中除180°畴壁外,还可能有109°畴壁和71°畴壁,实际晶体中,由于不均匀性,情况要复杂得多,但在理论上仍常以180°畴壁和90°畴壁为例进行讨论。

在大块晶体中,当磁化矢量从一个磁畴内的方向过渡到相邻磁畴内的方向时,转动的仅仅是平行于畴壁的分量,垂直于畴壁的分量保持不变。这样就避免了在磁畴的两侧产生“磁荷”,防止了退磁能的产生。这种结构的磁畴称为Bloch壁[图2-20(a)]。

图2-20 磁畴壁的种类

畴壁内原子自旋取向变化的方式除去Bloch方式外,还在薄膜样品中发现了另一种Neel壁的变化形式[图2-20(b)]。前者壁内自旋取向始终平行于畴壁面的转向,多发生在大块材料中,后者壁内的自旋取向始终平行于薄膜表面转向,在畴壁面内产生了磁荷和退磁能,但在表面没有了退磁场。

作为极端情况 ,图2-21表示单磁畴微粒的磁化曲线。当沿易磁化轴方向施加磁导场播时,磁化曲线变为矩形,而沿垂直于易磁化轴方向施工磁磁场时,磁化曲线变为一条直线。

图2-21 单磁畴微粒的磁化曲线

本节重点

(1)何谓Blochk畴壁?它出现在何种磁体中?

(2)何谓Neel畴壁?它出现在何种磁体中?

(3)分别画出沿单磁畴微粒的易磁化轴和垂直于易磁化轴的磁化曲线。