Was sind magnetische Domänen?
Magnetische Domänen, auch als magnetische Bereiche oder magnetische Zonen bezeichnet, sind regionenartige Bereiche in einem ferromagnetischen Material, in denen die magnetischen Momente der Atome oder Moleküle in eine bestimmten Richtung ausgerichtet sind. Jede Domäne stellt eine eigenständige mikroskopische magnetische Einheit dar.
Wie entstehen magnetische Domänen?
In einem nicht magnetisierten ferromagnetischen Material sind die magnetischen Momente der Atome oder Moleküle zufällig angeordnet, was zu einem Gesamtmagnetfeld von null führt. Sobald jedoch ein externes Magnetfeld angelegt wird, können sich Domänen bilden. Innerhalb jeder Domäne weisen die magnetischen Momente eine starke Parallelität auf.
Die Größe und Anzahl der magnetischen Domänen hängt von verschiedenen Faktoren ab, dazu gehören zum Beispiel die Materialzusammensetzung, die Struktur und die Temperatur. Einige Materialien können eine große Anzahl kleiner Domänen haben, während andere Materialien größere Domänen aufweisen können. Die Domänen können verschiedene Formen haben, einschließlich runder, langgestreckter oder anderer komplexer Formen.
Die Grenzen zwischen den magnetischen Domänen werden als Domänenwände bezeichnet. Domänenwände sind Übergangsregionen, in denen sich die magnetischen Momente allmählich von einer Domäne zur nächsten ändern.
Die Ausbildung von magnetischen Domänen übt einen großen Einfluss auf das magnetische Verhalten von Materialien aus. Wird ein externes Magnetfeld angelegt, beeinflusst dies die Ausrichtung der magnetischen Momente innerhalb der Domänen. Die Domänen mit magnetischen Momenten, die in die gleiche Richtung wie das externe Feld zeigen, werden bevorzugt und wachsen auf Kosten der Domänen mit entgegengesetzter Ausrichtung.
Der Prozess, bei dem sich Domänen ausbilden und anordnen, wird als Magnetisierung bezeichnet. Durch die Magnetisierung können ferromagnetische Materialien eine magnetische Restmagnetisierung behalten, sogar nachdem das externe Magnetfeld entfernt wurde. Dieser Effekt wird als Remanenz bezeichnet und ist verantwortlich für die magnetische Eigenschaft von Permanentmagneten.
Wo werden magnetische Domänen eingesetzt?
Die Steuerung und Manipulation von magnetischen Domänen ist von großer Bedeutung in der Magnetdatenspeicherung, wie zum Beispiel bei Festplatten. Durch die gezielte Bewegung von Domänenwänden können Informationen gespeichert und abgerufen werden. Darüber hinaus werden magnetische Domänen und Domänenwände in der Magnetresonanztomographie (MRT) verwendet.
