磁域邏輯，是指鐵磁體材料在自發磁化的過程中為降低靜磁能而產生分化的方向各異的小型磁化區域的過程，每個區域內部包含大量原子。
基本介紹
- 中文名：磁域邏輯
- 外文名：Magnetic field logic
簡介,性質,
簡介
在鐵磁質中相鄰電子之間存在著一種很強的“交換耦合”作用，在無外磁場的情況下，它們的自旋磁矩能在一個個微小區域內“自發地”整齊排列起來而形成自發磁化小區域，稱為磁域邏輯。在未經磁化的鐵磁質中，雖然每一磁域邏輯內部都有確定的自發磁化方向，有很大的磁性，但大量磁域邏輯的磁化方向各不相同因而整個鐵磁質不顯磁性。
磁域邏輯的存在是能量極小化的後果。這是物理學家列夫·朗道和葉津·李佛西茲（Evgeny Lifshitz）提出的點子。假設一個鐵磁性長方體是單獨磁域邏輯，則會有很多正磁荷與負磁荷分別形成於長方塊的頂面與底面，從而擁有較強烈的磁能。假設鐵磁性長方塊分為兩個磁域邏輯，其中一個磁域邏輯的磁矩朝上，另一個朝下，則會有正磁荷與負磁荷分別形成於頂面的左右邊，又有負磁荷與正磁荷相反地分別形成於底面的左右邊，所以，磁能較微弱。假設鐵磁性長方塊是由多個磁域邏輯組成，則由於磁荷不會形成於頂面與底面，只會形成於斜虛界面，所有的磁場都包含於長方塊內部，磁能更微弱。這種組態稱為“閉磁域邏輯”，是最小能量態。當鐵磁質處於外磁場中時，那些自發磁化方向和外磁場方向成小角度的磁域邏輯其體積隨著外加磁場的增大而擴大並使磁域邏輯的磁化方向進一步轉向外磁場方向。另一些自發磁化方向和外磁場方向成大角度的磁域邏輯其體積則逐漸縮小，這時鐵磁質對外呈現巨觀磁性。當外磁場增大時，上述效應相應增大，直到所有磁域邏輯都沿外磁場排列達到飽和。由於在每個磁域邏輯中個單元磁矩已排列整齊，因此具有很強的巨觀磁性。
性質
在居里溫度以下，鐵磁或亞鐵磁材料內部存在很多具有各自的自發磁矩且磁矩成對的小區域。這些小區域排列的方向紊亂，巨觀上這些小區域的集合體在外界表現出整體磁矩為零，不顯磁性的現象。這些小區域即稱為磁域邏輯。磁域邏輯之間的界面稱為磁域邏輯壁（magnetic domain wall）。當有外磁場作用時，磁域邏輯內一些磁矩轉向外磁場方向，使得與外磁場方向接近一致的總磁矩得到增加，這類磁域邏輯得到成長，而其他磁域邏輯變小，結果是磁化強度增高。隨著外磁場強度的進一步增高，磁化強度增大，但即使磁域邏輯內的磁矩取向一致，成了單一磁域邏輯區，其磁化方向與外磁場方向也不完全一致。只有當外磁場強度增加到一定程度時，所有磁域邏輯中磁矩的磁化方向才能全部與外磁場方向取向完全一致。此時，鐵磁體就達到磁飽和狀態，即成飽和磁化。一旦達到飽和磁化後，即使磁場減小到零，磁矩也不會回到零，殘留下一些磁化效應。這種殘留磁化值稱為殘餘磁感應強度（以符號Br表示）。飽和磁化值稱為飽和磁感應強度（Bs）。若加上反向磁場，使剩餘磁感應強度回到零，則此時的磁場強度稱為矯頑磁場強度或矯頑力（Hc）。
