文档介绍:畴壁结构和畴壁能
畴壁结构和畴壁能畴壁结构和畴壁能 理论和实验都证明,在两个相邻磁畴之间原子层的自旋取向由于交换作用的缘故,不可能发生突变,而是逐渐的变化,从而形成一个有一定厚度的过渡层,称为畴壁。
按畴壁两边磁化矢量的夹角来分类,可以把畴壁分成1800壁和900壁两种类型。在具有单轴各向异性的理想晶体中,只有1800壁。在 K1>0 的理想立方晶体中有1800壁和900壁两种类型。在 K1<0 的理想立方晶体中除去1800和900壁外,还可能有1090和710壁,实际晶体中,由于不均匀性,情况要复杂得多,但理论上仍常以1800和900壁为例进行讨论。一. 畴壁及畴壁分类
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理论和实验都证明,在两个相邻磁畴之间原子层的自旋取向由于交换作用的缘故,不可能发生突变,而是逐渐的变化,从而形成一个有一定厚度的过渡层,称为畴壁。
按畴壁两边磁化矢量的夹角来分类,可以把畴壁分成1800壁和900壁两种类型。在具有单轴各向异性的理想晶体中,只有1800壁。在 K1>0 的理想立方晶体中有1800壁和900壁两种类型。在 K1<0 的理想立方晶体中除去1800和900壁外,还可能有1090和710壁,实际晶体中,由于不均匀性,情况要复杂得多,但理论上仍常以1800和900壁为例进行讨论。
一. 畴壁及畴壁分类
立方晶系,易磁向〈100〉
180壁
和90壁
180畴壁
畴
90壁
立方晶系,易磁向〈111〉,有180壁 ,71壁和109壁
71°
109°
畴壁的概念最早是Bloch提出的,Neel 分析了它的结构: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,这样就避免了在畴壁的两侧产生磁荷,防止了退磁能的产生。这种结构的畴壁称作Bloch壁。
Bloch1800壁的结构:为保证自发磁化强度在畴壁法线方向的分量连续,畴壁应取如图方式。
二. Bloch壁的结构特性和畴壁能
Bloch1800畴壁中原子层电子自旋方向的转变形式:
为满足没有内部磁极因而没有退磁场这一要求, 900畴壁取向应为相邻两畴自发磁化强度夹角的平分面。
Bloch型90壁中的自旋取向沿锥面旋转,以保持垂直于畴壁平面的分量不变,避免了在畴壁两侧产生退磁能。
即:畴壁中的原子磁矩取向始终保持与畴壁法线夹角不变。
畴壁厚度主要取决于交换能与各向异性能的平衡。交换作用能要求相邻原子层间转角越小越好,以致畴壁厚度无限大,然而畴壁中磁化强度对易磁化方向的偏离又带来各向异性能的增加,后者要求畴壁越窄越好,两者的综合考虑决定了畴壁的厚度。
畴壁能的讨论一般使用单位面积畴壁能的概念,即单位畴壁面积的能量,它和单位体积能量不同,与畴壁厚度密切相关。
畴壁厚度和畴壁能的估算