Основные типы магнитных состояний вещества

абсолютной однодоменностью (absolute single domain state)
17
. Оно характерно для 
размеров меньше некоторой критической величины, которая, например, для Fe составляет 
10 нм, а для Co – 30 нм. Коэрцитивная сила однодоменных частиц возрастает с увеличением 
их диаметра, достигая максимума в частицах размером 10–30 нм, после чего она начинает 
убывать. Уменьшение коэрцитивной силы связано с возникновением вихревой магнитной 
структуры (vortex magnetic structure) – область III, которая характерна для частиц с 
размером до 100 нм. В частицах большего диаметра – порядка нескольких микрометров – 
образуется и стабилизируется сначала двух- а затем и многодоменная структура – 
область IV. В ней происходит дальнейшее уменьшение коэрцитивной силы, которая с 
увеличением диаметра стремится к значению, характерному для объемного материала, из 
которого состоит данная частица. 
Расчеты изменения свободной энергии сферической частицы с увеличением ее 
диаметра, проведенные с учетом изменяющегося вклада обменного и анизотропного 
взаимодействий при однодоменной, вихревой и многодоменной структуре частицы показали, 
что граничные значения размеров могут быть оценены по магнитотвердости 

материала и 
обменной длине в нем 
2
0
/
2
s
ex
M
A
l


. Здесь константа обменной энергии A = 2JS
2
/a, где J 
– значение обменного интеграла для соседних атомов материала ферромагнетика, S – спин 
17
Понятие однодоменности введено в: Е. И. Кондорский, К теории однодоменных частиц, Доклады АН СССР
82(3), 365–368 (1952). 

---

71 
атома, a – постоянная решетки ферромагнетика. Для Fe A = 2×10
–11
Дж/м, а для Ni
80
Fe
20 
A = 
1,3×10
–11
Дж/м, что при M
s
= 860 Гс у этого сплава соответствует l
ex
≈ 18,8 нм в нем. 
Энергетически выгодные типы магнитной структуры и соответствующие им размеры 
частиц из магнитомягких и магнитотвердых материалов представлены в табл. 2.8.
Таблица 2.8. Типичные диаметры сферических магнитных частиц (в величинах l