ドメインが形成される理由edit
鉄のような磁性材料の一部が自発的に別々のドメインに分割されるのではなく、独立したドメインに分割される理由材料全体にわたって同じ方向に磁化を有する状態で存在し、その内部エネルギーを最小限に抑えることである。 全体に一定の磁化を有する強磁性材料の広い領域は、それ自体の外側の空間に延びる大きな磁場を生成する（図a、右）。 これには、磁場に蓄積された多くの静磁エネルギーが必要です。 このエネルギーを減少させるために、試料は2つの磁区に分割され、各磁区で磁化は反対方向になります（図b右）。 磁力線は、各領域を通って反対方向にループを通過し、材料の外側の磁場を減少させる。 磁場エネルギーをさらに低減するために、これらの各分域も分割することができ、その結果、交互の方向に磁化を有するより小さな平行分域が得られ、材料外の磁場の量はより少ない。
実際の磁性材料の磁区構造は、通常、ここで説明したように、大きな磁区が小さな磁区に分裂するプロセスによって形成されることはありません。 例えば試料をＣｕｒｉｅ温度以下に冷却すると，平衡ドメイン配置が現れる。 しかし、ドメインは分割することができ、ドメイン分割の記述は、ドメイン形成におけるエネルギーのトレードオフを明らかにするために
domainsEditのサイズ
上で説明したように、大きすぎるドメインは不安定であり、より小さなドメインに分割されます。 しかし、十分に小さいドメインは安定して分割されず、これによりマテリアルで作成されたドメインのサイズが決まります。 このサイズは、材料内のいくつかのエネルギーのバランスに依存します。 磁化領域が二つの領域に分割されるたびに、磁化が異なる方向を指す磁気双極子（分子）が隣接するドメイン間に磁壁を作成します。 磁化を生成する交換相互作用は、双極子が同じ方向を指すように近くに整列する傾向がある力である。 隣接する双極子を異なる方向に向けるように強制するには、エネルギーが必要です。 したがって、磁壁は磁壁エネルギーと呼ばれる余分なエネルギーを必要とし、これは壁の面積に比例する。
したがって、ドメインが分割されたときにエネルギーが減少する正味の量は、保存された磁場エネルギーとドメイン壁を作成するために必要な追加 磁場エネルギーは磁区サイズの立方体に比例し，磁区壁エネルギーは磁区サイズの二乗に比例する。 ドメインが小さくなるにつれて、分割によって節約された正味のエネルギーが減少します。 ドメインは、追加のドメイン壁を作成するためのエネルギーコストが保存されたフィールドエネルギーと同じになるまで、より小さなドメインに分割 その後、このサイズのドメインは安定しています。 ほとんどの材料では、ドメインは10-4-10-6mの周りのサイズで微視的です。
磁気異方性編集
材料が静磁エネルギーをさらに低下させるための追加の方法は、反対の平行方向ではなく、他のドメイン（図c、右）に直角に磁化を持つドメインを形成することである。 磁束閉鎖ドメインと呼ばれるこれらのドメインは、磁力線が材料内で180°回転することを可能にし、材料内に完全に閉ループを形成し、静磁エネルギーを しかし、これらのドメインを形成すると、2つの追加のエネルギーコストが発生します。 第一に、ほとんどの磁性材料の結晶格子は磁気異方性を有しており、これは、結晶軸の一つに平行な磁化の”容易な”方向を有することを意味する。 材料の磁化を他の方向に変化させるには、「磁気結晶異方性エネルギー」と呼ばれる追加のエネルギーが必要です。
磁歪編集
“簡単な”方向に角度を付けて磁化を持つドメインを作成するための他のエネルギーコストは、磁歪と呼ばれる現象によって引き起こ 磁性体片の磁化が異なる方向に変化すると、その形状がわずかに変化する。 磁場の変化は磁気双極子分子の形状をわずかに変化させ、結晶格子をある次元では長くし、他の次元では短くする。 しかし、磁区は周囲の材料によってその境界が堅く保持されて”押しつぶされ”ているので、実際には形状を変えることはできません。 そのため、代わりに、磁化の方向を変えると、材料に小さな機械的応力が発生し、ドメインを作成するためにより多くのエネルギーが必要になります。 これを「磁気弾性異方性エネルギー」といいます。
“横”磁化を持つこれらの閉鎖ドメインを形成するには、前述の二つの要因のために追加のエネルギーを必要とする。 したがって、磁束閉鎖領域は、保存された静磁エネルギーが磁壁、磁気結晶異方性エネルギー、および磁気弾性異方性エネルギーを作成するための”交換エネルギー”の和よりも大きい場合にのみ形成される。 したがって、材料の体積の大部分は、磁化が”容易な”方向に沿って”上”または”下”のいずれかの磁区によって占有され、磁束閉鎖磁区は、磁力線が方向を変化させるための経路を提供するために必要とされる他の磁区の端部の小さな領域にのみ形成される（図c、上）。
結晶構造編集
上記は、鉄の単結晶に見られるような完全な結晶格子における磁区構造について説明する。 しかし、ほとんどの磁性材料は多結晶であり、微視的な結晶粒で構成されています。 これらの穀物はドメインと同じではありません。 各結晶粒は小さな結晶であり、別々の結晶粒の結晶格子がランダムな方向に配向している。 ほとんどの材料では、各穀物は複数の範囲を含んでいるには十分に大きいです。 各結晶は磁化の「容易な」軸を有し、この軸に平行な磁化軸を交互の方向に有する領域に分割される。
“Magnetized”statesEdit
微視的なスケールでは、強磁性材料のほぼすべての磁気双極子が隣接する磁区に平行に並んでいて、強い局所磁場を生成するが、エネルギー最小化は大規模な磁場を最小化する磁区構造をもたらすことがわかる。 その最低エネルギー状態では、隣接する磁区の磁化は異なる方向を指し、磁力線を材料内の隣接する磁区間の微視的ループに閉じ込めるので、結合された したがって、その最も低いエネルギー状態の強磁性材料のバルク片は、ほとんど、あるいは全く外部磁場を有していない。 この材料は「無磁化」と言われています。
しかし、ドメインは、磁化がほとんど同じ方向を指して外部磁場を生成する他の構成でも存在する可能性があります。 これらは最小のエネルギー配置ではありませんが、磁壁が結晶格子の欠陥に”ピン止め”される現象のために、それらはエネルギーの局所的な最小値であり、したがって、非常に安定であり得る。 材料に外部磁場を印加すると、磁壁が移動し、磁場に整列した磁区が成長し、対向する磁区が縮小する可能性があります。 外部磁場が除去されると，分域壁は新しい向きに固定されたままであり，整列した分域は磁場を生成する。 これは、強磁性材料の一部が「磁化」され、永久磁石になるときに起こることです。
磁石を加熱したり、ハンマーで振動させたり、消磁コイルから急速に振動する磁場を印加したりすると、磁壁がピン止め状態から解放され、外部磁場が少なく、より低いエネルギー構成に戻り、材料を”消磁”する。