内容摘要 1.2磁畴概念的历史1.2.1磁畴的构思在19世纪初，科学家们开始认识到，正如物质通常由原子和分子组成，磁性物质是由基本磁体单元组成的。其中，安培的基本分子电流的假说（见参考文献[1]）是这一理论中最为人所熟知的一例。关于基本磁体单元的概念解释了两个著名的事实：分隔磁南极和磁北极的不可能性，以及磁化饱和现象，此时所有基本磁体单元沿相同方向取向。尽管这一假说具有有效性，但是关于磁性行为的理解并没有取得进展，直到1905年Langevin[2]采用统计热力学的方法发展了一种顺磁理论。他发现室温下独立的分子磁体只能导致弱磁现象，由此总结出强磁性必然是缘于基本磁性单元间的一些相互作用。仅两年后，借鉴Van der Waals对气体凝结（由气体分子间一种吸引相互作用引起）的处理[4]，Weiss[3]详尽说明了这一观点。类比于Van der Waals理论的“内压力”，Weiss通过一种简易的方式，即引入“分子磁场”来建立磁相互作用的平均效应模型。Weiss的著名理论在推导饱和磁化强度对温度的依赖关系的大致形状方面取得了成功。为了与实验观察的居里温度相一致而调整相互作用的强度，由此Weiss从形式上获得了一个非常大的“分子磁场”。在此很久以后，Heisenberg[5]用量子力学的交换作用阐明了分子磁场的本质。Weiss的理论还预言了在所有远低于居里温度的温度下，磁化饱和状态是热力学平衡状态。这一预言的正确性是因为分子磁场的数值远大于实践中出现的内磁场或外磁场。在Weiss的理论中，外加磁场对饱和磁化强度的值几乎没有影响。然而，由于Weiss分子磁场总是与平均磁化强度方向一致，所以磁化强度矢量只有固定的大小，但它的方向是任意的。Weiss理论的这一特征解释了一个事实，即一块铁在远低于其居里点的室温下可以显示为非磁性：样品内部不同部分磁化强度的矢量只需相互抵消就行了。当然，这种宏观的非磁态有无限种可能性。在最初的工作中，Weiss只是提出了一种可能，即晶体的一部分沿着一个方向磁化，而另一部分则方向相反。他没有在这篇论文中为这种磁性亚结构命名。后面将介绍现在几乎普遍采用的术语——磁畴结构，来表示一个晶体内部细分成的均匀磁化区域。它依然反映出关于其本质的最初的不确定性，这意味着对一些东西的认知依然很模糊。1.2.2认知磁畴的进程从磁畴的构思到磁滞理论，以及发现铁磁体具有非常高的磁导率（一块软磁的铁可以具有比真空高100万倍的磁导率）经历了很长的过程。实验中的一些线索是理论能够发展之前所必需的。磁畴概念的第一个确证是由Barkhausen（巴克豪森）发现的[8]。他发现磁化过程经常是不连续的，当使用扩音器使之变得可听时，会发出一种特征噪声。起初，这种巴克豪森跳跃被解释为磁畴反转。尽管这一解释在今天看来不再有效，但关于巴克豪森现象的深入研究导致了一个决定性的发现。实验研究者已经试图发现在磁化反转过程中仅发生某种较为简单过程而非复杂的巴克豪森噪声的样品。事实上某种受应力的线材显示了仅一个巨大的跳跃就会导致从一个饱和状态立即变成相反的饱和状态[9.10]。这一过程的动力学分析促使Langmuir[1]得出结论，即这种跳跃只能通过空间不均匀过程，也就是磁化强度相反的磁畴之间边界的传播来发生。这一假设很快就被Sixtus和Tonks[11]的著名实验所证实，他们采用电子的手段跟踪一个有应力丝材内部畴壁的传播。这一发现激励Bloch（12）从理论角度分析了磁畴间的转变，他发现畴壁由于抵抗突然转变……
占位居中
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