Физическая энциклопедия - домены

(от франц. domaine владение; область, сфера), области химически однородной среды, отличающиеся электрич., магн. или упругими свойствами, либо упорядоченностью в расположении частиц. Соответственно различают антиферромагн. и ферромагн. Д. (см. ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ МАГНИТНЫЕ ДОМЕНЫ), сегнетоэлоктрич. Д., Д. Ганна, упругие Д., Д. в жидких кристаллах и др.

Домены ферромагнитные, области самопроизвольной намагниченности, намагниченные до насыщения части объёма ферромагнетика, на к-рые он разбивается ниже критич. темп-ры (см. КЮРИ ТОЧКА). Векторы намагниченности Д. в отсутствии внеш. магн. поля ориентированы т. о., что результирующая намагниченность ферромагн. образца в целом, как правило, равна нулю. Рис. 1. Порошковые фигуры на поверхности кристалла кремнистого железа; видны границы доменов в объёме образца и замыкающих доменов у его поверхности. Стрелками показано направление намагниченности доменов. Обычно Д. имеют размеры =10-310-2 см, они доступны непосредств.

наблюдению (при помощи микроскопа): если покрыть поверхность ферромагнетика слоем суспензии, содержащей ферромагн. порошок, то ч-цы порошка осядут в основном на границах Д. и обрисуют их контуры (рис. 1). Широко применяют и др. методы исследования доменной структуры, в частности магнитооптический, обладающий большей разрешающей способностью (используют Керра эффект, Фарадея эффект и т.

д.). Разбиение ферромагнетика на Д. объясняется след. причинами. Если бы весь ферромагнетик был намагничен до насыщения в одном направлении, то на его поверхности возникли бы магн. полюсы и в окружающем пр-ве было бы создано магн. поле. На это потребуется больше энергии, чем на разбиение ферромагнетика на Д., при к-ром магн. поле вне образца отсутствует (магн. поток замыкается внутри образца). При неизменном объёме и пост. темп-ре в ферромагнетике реализуются лишь такие доменные структуры, для к-рых свободная энергия минимальна. Общим термодинамич. критерием равновесного распределения самопроизвольной намагниченности в ферромагнетике (его доменной структуры) явл. миним. значение полного термодинамич. потенциала ферромагн. образца. Этот потенциал сложно зависит от внеш. условий темп-ры, упругих напряжений, внеш. эл.-магн. полей, структурного состояния образца, его формы и размеров. Из-за сложности определения термодинамич. потенциала в общем случае задача о доменной структуре решается последовательным расчётом отд.

элементов доменной структуры (граничных слоев между Д., внутр. дефектов и т. д.). Направление векторов намагниченности Д. обычно совпадает с направлением осей лёгкого намагничивании. В этом случае для ферромагнетика выполняется условие минимума энергии магнитной анизотропии. При уменьшении размеров ферромагнетика до нек-рой критич.

величины разбиение на Д. может стать энергетически невыгодным, образуется т. н. однодоменная структура: каждая ферромагн. ч-ца представляет собой один Д. На практике это реализуется в ферромагн. порошковых материалах в ряде гетерогенных сплавов (см. МАГНИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ, ОДНОДОМЕННЫЕ ФЕРРОМАГНИТНЫЕ ЧАСТИЦЫ). Домены сегнетоэлектрические, области однородной спонтанной поляризациии в сегнетоэлектриках.

Размеры Д. обычно =10-5-10-3 см. Д. разделены переходной областью (доменная граница или стенка) толщиной 10-510-7 см. На поверхности кристалла Д. можно наблюдать методами травления и порошков (скорости травления и осаждения мелких ч-ц в местах выхода на поверхность различно поляризованных Д. различны). Оптич. методы наблюдения основаны на том, что в разных Д.

нек-рые оптич. постоянные кристалла могут иметь противоположные знаки (напр., угол, к-рый составляет гл. ось эллипсоида показателей преломления света с плоскостью доменной границы; (см. КРИСТАЛЛОПТИКА). Рис. 2. Микрофотография доменов сегнетовой соли в поляризованном свете. Тёмные и светлые области соответствуют доменам с противоположным направлением спонтанной поляризации, перпендикулярной к плоскости рисунка.

В поляризов. свете одни Д. выглядят светлее, другие темнее (рис. 2). Различие оптич. свойств Д. можно вызвать искусственно, прикладывая к кристаллу внеш. электрич. поле или упругие напряжения. Домены Ганна, области с разным уд. электрич. сопротивлением и разной напряжённостью электрич. поля, на к-рые расслаивается однородный полупроводник с N-образной вольт-амперной хар-кой в достаточно сильном внеш.

электрич. поле (см. ГАННА ЭФФЕКТ). .