Большая Советская энциклопедия - домены

1) ферромагнитные Д. (области самопроизвольной намагниченности) — намагниченные до насыщения части объёма ферромагнетика (обычно имеющие линейные размеры Домены10^-3—10^-2 см), на которые он разбивается ниже температуры Кюри (см. Кюри точка). Векторы намагниченности Д. в отсутствие внешнего магнитного поля ориентированы т. о., что результирующая намагниченность ферромагнитного образца в целом, как правило, равна нулю. Д. доступны непосредственному наблюдению (с помощью микроскопа): при покрытии поверхности ферромагнетика слоем Суспензии, содержащей ферромагнитный порошок, частицы порошка оседают в основном на границах Д. и обрисовывают их контуры. Широко применяют и др. методы исследования доме́нной структуры, в частности магнитооптический, обладающий большей разрешающей способностью (см. Керра эффект, Фарадея эффект). Разбиение ферромагнетика на Д. объясняется следующими причинами. Если бы весь ферромагнетик был намагничен до насыщения в одном направлении, то на его поверхности возникли бы магнитные полюсы и в окружающем пространстве было бы создано магнитное поле. Для этого требуется больше энергии, чем при разбиении ферромагнетика на Д., при котором магнитное поле вне образца отсутствует (Магнитный поток замыкается внутри образца). При неизменном объёме и постоянной температуре в ферромагнетике реализуются лишь такие доменные структуры, для которых Свободная энергия минимальна.

Направление векторов намагниченности Д. обычно совпадает с направлением осей лёгкого намагничивания (См. Ось лёгкого намагничивания). В этом случае для ферромагнетика выполняется условие минимума энергии магнитной анизотропии (См. Магнитная анизотропия). При уменьшении размеров ферромагнетика до некоторой критической величины разбиение на Д. может стать энергетически невыгодным, образуется так называемая однодоме́нная структура: каждая ферромагнитная частица представляет собой один Д. На практике это реализуется в ферромагнитных порошковых материалах и ряде гетерогенных сплавов (см. Магнитные материалы).

А. В. Ведяев, В. Е. Роде.

2) Сегнетоэлектрические Д. — области однородной спонтанной (самопроизвольной) поляризации в сегнетоэлектриках. Наличие поляризации в отсутствие внешнего электрического поля (спонтанной поляризации) является отличительной особенностью сегнетоэлектриков. Однако обычно сегнетоэлектрические кристаллы не бывают однородно поляризованными. Они почти всегда разбиваются на Д., т.к. многодоме́нное состояние по сравнению с однодоме́нным характеризуется меньшей энергией (см. Сегнетоэлектрики).

В соседних Д. направление вектора спонтанной поляризации различно, а величина — одинакова (рис. 1). Поперечные размеры Д. обычно порядка 10^-5—10^-3 см. Переходная область между Д. (доме́нная граница, или стенка) имеет ширину Домены10^-7 см (иногда до 10^-5 см). Доме́нная конфигурация зависит от размеров и формы образца, наличия неоднородностей и дефектов в кристалле (См. Дефекты в кристаллах) и т.п., а также от симметрии кристалла (См. Симметрия кристаллов), которая определяет число возможных направлений спонтанной поляризации. Например, у сегнетовой соли — 2 возможных антипараллельных направления, у титаната бария BaTiO3 (тетрагональной модификации) — 6 направлений (рис. 2).

Наличие Д. существенно влияет на все свойства сегнетоэлектриков, прежде всего на их электрические свойства. Под действием электрического поля увеличиваются размеры Д. с поляризацией, направленной по полю, и уменьшаются Д. с противоположной поляризацией (за счёт движения доме́нных стенок). Могут также зарождаться и расти новые Д. Изменение и образование новых Д. определяют высокую диэлектрическую проницаемость, а также вид и размеры петли Гистерезиса в сегнетоэлектриках. Движение доме́нных границ обусловливает основную часть диэлектрических потерь (См. Диэлектрические потери).

Д. наблюдаются и исследуются различными методами. Наиболее важные сведения о строении Д. были получены оптическими методами с помощью поляризационного Микроскопа. В поляризованном свете одни Д. выглядят светлее, другие — темнее (рис. 3). Д. на поверхности кристалла можно наблюдать методом травления и методом порошков. В первом случае используется различная скорость травления, а во втором — разная интенсивность осаждения частиц порошка в местах выхода на поверхность кристалла Д. с различной поляризацией (рис. 4).

3) Д. называются также области полупроводника с разным удельным сопротивлением и разной напряжённостью электрического поля. На такие Д. расслаивается полупроводник с N-образной вольтамперной характеристикой в достаточно сильном внешнем электрическом поле (см. Ганна эффект).

А. П. Леванюк, Д. Г. Санников.

Лит.: Вонсовский С. В., Магнетизм, М., 1971; Киренский Л. В., Магнетизм, 2 изд., М., 1967; Иона Ф., Ширане Д., Сегнетоэлектрические кристаллы, пер. с англ., М., 1965; Желудев И. С., Физика кристаллических диэлектриков, М., 1968; его же, Электрические кристаллы, М., 1969.

Рис. 2. Изменение поляризации при переходе через доме́нную границу.

Рис. 3. Схематическое изображение доменов и их поляризации в тетрагональной модификации BaTiO3; знаки סּ и

Рис. 4. Домены в сегнетовой соли в поляризованном свете.

Рис. 5. Доме́нная структура кристалла триглицинсульфата (ТГС), выявленная методом травления. Домены имеют форму стержней.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия

1969—1978