Основные типы магнитных состояний вещества

ex
) с 
энергетически наиболее выгодной магнитной структурой
Тип доменной структуры 
Материал 
Однодоменная 
Вихревая 
Многодоменная 
Магнитомягкие материалы, κ = 0,1 
0 – 4l
ex
4l
ex
– 6l
ex
> 6l
ex
Магнитовердые материалы, κ = 1 
2l
ex
не характерна 
> 13l
ex
Критические же диаметры сферических частиц, соответствующие переходам от одного 
типа доменной структуры к другому несколько больше, приведенных в таблице. Их можно 
оценить, используя следующие соотношения, полученные У. Ф. Брауном
18
. Для частиц из 
магнитомягких материалов верхней границей для однодоменной конфигурацией является 
размер 7,21l
ex
, диаметр для перехода от вихревой к многодоменной структуре – 9,058l
ex
/(1–
2,8075κ). Для магнитотвердых материалов критический диаметр для перехода от 
однодоменной структуры к многодоменной записывается как 
)
2
3
(
2
/
4
9


b
b
l
ex


, где 
коэффициент b = 0,7854. В соответствии с этими соотношениями вихревая структура в α-Fe 
(магнитомягкий материал) образуется при диаметре частиц порядка 20 нм, а переход к 
многодоменной при диаметре около 30 нм. 
Переходы от одной магнитной структуры к другой наблюдаются и в дискообразных 
наночастицах. При этом важными геометрическими факторами являются диаметр D и 
толщина L диска. В диапазоне изменения этих параметров от единиц до сотен нанометров 
диск может находиться в однодоменном состоянии с намагниченностью, ориентированной 
перпендикулярно плоскости диска, в однодоменном состоянии с намагниченностью 
параллельной плоскости диска и в вихревом состоянии – рис. 2.9.
18
W. F. Brown Jr., The fundamental theorem of fine-ferromagnetic-particle theory, J. Appl. Phys. 39(2), 993–994 
(1968); W. F. Brown Jr, The fundamental theorem of the theory of fine ferromagnetic particles, Ann. N.Y. Acad. Sci.