Значение слова домены

ДОМЕНЫ (от франц. domaine - владение; область, сфера) области однородной среды, отличающиеся магнитными, электрическими или упругими свойствами либо упорядоченностью в расположении или ориентации частиц. Соответственно различают ферромагнитные домены, сегнетоэлектрические домены, домены Ганна, упругие домены, домены в жидких кристаллах и др. Ферромагнитные домены - области (размером 10-5-10-2 см) спонтанной намагниченности ферромагнетика (магнитные моменты атомов ориентированы параллельно). Сегнетоэлетрические домены - области спонтанной поляризации сегнетоэлектриков.

1. ферромагнитные Д. (области самопроизвольной намагниченности) ≈ намагниченные до насыщения части объёма ферромагнетика (обычно имеющие линейные размеры ~10-3≈10-2см), на которые он разбивается ниже температуры Кюри (см. Кюри точка ). Векторы намагниченности Д. в отсутствие внешнего магнитного поля ориентированы т. о., что результирующая намагниченность ферромагнитного образца в целом, как правило, равна нулю. Д. доступны непосредственному наблюдению (с помощью микроскопа): при покрытии поверхности ферромагнетика слоем суспензии , содержащей ферромагнитный порошок, частицы порошка оседают в основном на границах Д. и обрисовывают их контуры. Широко применяют и др. методы исследования доменной структуры, в частности магнитооптический, обладающий большей разрешающей способностью (см. Керра эффект , Фарадея эффект ). Разбиение ферромагнетика на Д. объясняется следующими причинами. Если бы весь ферромагнетик был намагничен до насыщения в одном направлении, то на его поверхности возникли бы магнитные полюсы и в окружающем пространстве было бы создано магнитное поле. Для этого требуется больше энергии, чем при разбиении ферромагнетика на Д., при котором магнитное поле вне образца отсутствует ( магнитный поток замыкается внутри образца). При неизменном объёме и постоянной температуре в ферромагнетике реализуются лишь такие доменные структуры, для которых свободная энергия минимальна.

   Направление векторов намагниченности Д. обычно совпадает с направлением осей лёгкого намагничивания . В этом случае для ферромагнетика выполняется условие минимума энергии магнитной анизотропии . При уменьшении размеров ферромагнетика до некоторой критической величины разбиение на Д. может стать энергетически невыгодным, образуется так называемая однодоменная структура: каждая ферромагнитная частица представляет собой один Д. На практике это реализуется в ферромагнитных порошковых материалах и ряде гетерогенных сплавов (см. Магнитные материалы ).

   А. В. Ведяев, В. Е. Роде.

2. Сегнетоэлектрические Д. ≈ области однородной спонтанной (самопроизвольной) поляризации в сегнетоэлектриках. Наличие поляризации в отсутствие внешнего электрического поля (спонтанной поляризации) является отличительной особенностью сегнетоэлектриков. Однако обычно сегнетоэлектрические кристаллы не бывают однородно поляризованными. Они почти всегда разбиваются на Д., т.к. многодоменное состояние по сравнению с однодоменным характеризуется меньшей энергией (см. Сегнетоэлектрики ).

   В соседних Д. направление вектора спонтанной поляризации различно, а величина ≈ одинакова (рис. 1). Поперечные размеры Д. обычно порядка 10-5≈10-3см. Переходная область между Д. (доменная граница, или стенка) имеет ширину ~10-7см (иногда до 10-5см). Доменная конфигурация зависит от размеров и формы образца, наличия неоднородностей и дефектов в кристалле и т.п., а также от симметрии кристалла , которая определяет число возможных направлений спонтанной поляризации. Например, у сегнетовой соли ≈ 2 возможных антипараллельных направления, у титаната бария BaTiO3 (тетрагональной модификации) ≈ 6 направлений (рис. 2).

   Наличие Д. существенно влияет на все свойства сегнетоэлектриков, прежде всего на их электрические свойства. Под действием электрического поля увеличиваются размеры Д. с поляризацией, направленной по полю, и уменьшаются Д. с противоположной поляризацией (за счёт движения доменных стенок). Могут также зарождаться и расти новые Д. Изменение и образование новых Д. определяют высокую диэлектрическую проницаемость, а также вид и размеры петли гистерезиса в сегнетоэлектриках. Движение доменных границ обусловливает основную часть диэлектрических потерь .

   Д. наблюдаются и исследуются различными методами. Наиболее важные сведения о строении Д. были получены оптическими методами с помощью поляризационного микроскопа . В поляризованном свете одни Д. выглядят светлее, другие ≈ темнее (рис. 3). Д. на поверхности кристалла можно наблюдать методом травления и методом порошков. В первом случае используется различная скорость травления, а во втором ≈ разная интенсивность осаждения частиц порошка в местах выхода на поверхность кристалла Д. с различной поляризацией (рис. 4).

3. Д. называются также области полупроводника с разным удельным сопротивлением и разной напряжённостью электрического поля. На такие Д. расслаивается полупроводник с N-образной вольтамперной характеристикой в достаточно сильном внешнем электрическом поле (см. Ганна эффект ).

   А. П. Леванюк, Д. Г. Санников.

   Лит.: Вонсовский С. В., Магнетизм, М., 1971; Киренский Л. В., Магнетизм, 2 изд., М., 1967; Иона Ф., Ширане Д., Сегнетоэлектрические кристаллы, пер. с англ., М., 1965; Желудев И. С., Физика кристаллических диэлектриков, М., 1968; его же, Электрические кристаллы, М., 1969.