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Ferromagnetismo y dominios magnéticos

1907
  • Pierre-Ernest Weiss
Análisis de materiales ferromagnéticos en el laboratorio de física del estado sólido.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

Ferromagnetism is the mechanism by which certain materials, like iron, form permanent magnets. It arises from a quantum mechanical exchange interaction that causes atomic magnetic moments to align spontaneously in regions called magnetic domains. Below the Curie temperature, these domains can be aligned by an external magnetic field, creating a strong, persistent imán incluso después de que se elimine el campo externo.

Pierre Weiss propuso el concepto de dominios magnéticos en 1907 para explicar las propiedades de los materiales ferromagnéticos. Teorizó que dentro de un material ferromagnético existen pequeñas regiones, ahora conocidas como dominios de Weiss, donde los momentos magnéticos atómicos están alineados en la misma dirección, lo que resulta en una fuerte magnetización local. En una pieza de material ferromagnético no magnetizado, los dominios están orientados aleatoriamente, por lo que sus campos magnéticos se cancelan entre sí y el material en su conjunto carece de campo magnético neto.

When an external magnetic field is applied, two processes can occur: the domains that are already aligned with the field can grow at the expense of their neighbors (domain wall motion), and the magnetic moments within other domains can rotate to align with the external field. When the external field is strong enough, nearly all domains become aligned, and the material is said to be saturated. For hard magnetic materials, this alignment can persist even after the external field is removed, creating a permanent imán. This persistence is called remanence. The strength of the reverse field needed to demagnetize the material is called its coercivity.

UNESCO Nomenclature: 2211
- Física del estado sólido

Tipo

Propiedad física

Ruptura

Fundacional

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Descubrimiento de una piedra imán naturalmente magnética
  • comprensión de los momentos magnéticos atómicos
  • desarrollo de la mecánica cuántica
  • observación de la histéresis magnética

Aplicaciones

  • imanes permanentes en motores y altavoces
  • almacenamiento de datos magnéticos (discos duros, cinta magnética)
  • transformadores e inductores
  • blindaje magnético
  • sensores

Patentes:

NA

Ideas para posibles innovaciones

  • memoria de pared de dominio (memoria de pista de carreras)
  • materiales magnéticos programables con dominios sintonizables
  • sistemas de refrigeración magnética de alta eficiencia
  • Materiales autocurativos que utilizan realineación del dominio magnético
  • dispositivos lógicos espintrónicos de potencia ultrabaja
  • Tintas magnéticas para documentos y monedas seguros
  • Sensores biomédicos basados ​​en el movimiento de la pared del dominio
  • Actuadores magnéticos avanzados para robótica blanda
  • Inductores de alta frecuencia con estructuras de dominio diseñadas
  • películas de visualización de campos magnéticos
Related to: ferromagnetism, magnetic domain, Weiss domain, exchange interaction, Curie temperature, permanent magnet, hysteresis, remanence, coercivity, solid-state physics.

Contexto histórico

Ferromagnetismo y dominios magnéticos

1900-12-14
1902
1904
1907
1909
1910
1912
1900
1902
1902
1907
1909
1910
1911-04-08
1913

(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

décimo año aniversario

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