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強磁性と磁気ドメイン

1907
  • Pierre-Ernest Weiss
Ferromagnetic material analysis in solid state physics laboratory.

(画像はイメージです)

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 磁石 外部フィールドが除去された後でも。

ピエール・ワイスは1907年に、強磁性体の性質を説明するために磁気ドメインの概念を提唱した。彼は、強磁性体内部には、原子の磁気モーメントがすべて同じ方向に整列した小さな領域(現在ワイスドメインとして知られている)が存在し、その結果、強い局所的な磁化が生じると理論づけた。磁化されていない強磁性体では、ドメインはランダムな方向に配向しているため、それぞれの磁場が互いに打ち消し合い、物質全体としては正味の磁場を持たない。

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 磁石. This persistence is called remanence. The strength of the reverse field needed to demagnetize the material is called its coercivity.

UNESCO Nomenclature: 2211
固体物理学

タイプ

物理的資産

混乱

基礎

使用法

広く普及している

前駆物質

  • 天然磁性磁石の発見
  • 原子磁気モーメントの理解
  • 量子力学の発展
  • 磁気ヒステリシスの観測

アプリケーション

  • モーターやスピーカーに使われる永久磁石
  • 磁気データストレージ(ハードディスク、磁気テープ)
  • 変圧器とインダクタ
  • 磁気シールド
  • センサー

特許:

NA

潜在的なイノベーションのアイデア

  • domain-wall memory (racetrack memory)
  • programmable magnetic materials with tunable domains
  • high-efficiency magnetic refrigeration systems
  • self-healing materials using magnetic domain realignment
  • ultra-low power spintronic logic devices
  • magnetic inks for secure documents and currency
  • biomedical sensors based on domain wall motion
  • advanced magnetic actuators for soft robotics
  • high-frequency inductors with engineered domain structures
  • magnetic field visualization films
Related to: ferromagnetism, magnetic domain, Weiss domain, exchange interaction, Curie temperature, permanent magnet, hysteresis, remanence, coercivity, solid-state physics.

歴史的背景

強磁性と磁気ドメイン

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

(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

10年目 周年

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