Большая Советская Энциклопедия (ЦИ)

Цилиндри'ческие магни'тные доме'ны, «магнитные пузырьки», изолированные однородно намагниченные подвижные области ферро- или ферримагнетика (домены ), имеющие форму круговых цилиндров и направление намагниченности, противоположное направлению намагниченности остальной его части (рис. 1 ). Обнаружены в конце 50-х гг. 20 в. в ортоферритах и гексаферритах, предложение о практическом использовании Ц. м. д. в вычислительной технике относится к 1967. На практике Ц. м. д. получают в тонких (1—100 мкм ) плоскопараллельных пластинах (плёнках) монокристаллических ферримагнетиков (ферриты-гранаты) или аморфных ферромагнетиков (сплавы d- и f-переходных элементов с единственной осью лёгкого намагничивания , направленной перпендикулярно поверхности пластины). Магнитное поле, формирующее Ц. м. д. (поле подмагничивания), прикладывается по оси лёгкого намагничивания. В отсутствии внешнего подмагничивающего поля доменная структура пластин имеет неупорядоченный лабиринтообразный вид (рис. 2 , а). При наложении подмагничивающего поля домены, не имеющие контакта с краями пластины, стягиваются и образуют Ц. м. д. (рис. 2 , б). Вектор намагниченности Ц. м. д. J ориентируется вдоль оси лёгкого намагничивания.

  Изолированные Ц. м. д. существуют в определённом интервале полей подмагничивания, который составляет несколько процентов от величины намагниченности насыщения материала. Нижняя граница интервала устойчивости соответствует переходу Ц. м. д. в домены иной формы, верхняя — исчезновению (коллапсу) Ц. м. д. Устойчивое существование Ц. м. д. обусловлено равновесием трёх сил: силы взаимодействия намагниченности Ц. м. д. с полем подмагничивания; силы, связанной с существованием у Ц. м. д. стенок (аналогична силе поверхностного натяжения); наконец, силы взаимодействия намагниченности Ц. м. д. с размагничивающим полем остальной части магнетика. Первые две силы стремятся сжать Ц. м. д., а третья — растянуть. В момент формирования радиус Ц. м. д. имеет максимальную величину; при дальнейшем увеличении подмагничивающего поля радиус Ц. м. д. уменьшается, а при некотором поле Н_к сжимающие силы начинают превышать растягивающие и Ц. м. д. исчезают (коллапсируют) (рис. 3 ). Реальные размеры Ц. м. д. зависят, помимо поля подмагничивания, от физических параметров материала и толщины плёнки. В центре интервала устойчивости диаметр Ц. м. д. примерно равен толщине плёнки.

  В однородном поле подмагничивания Ц. м. д. неподвижны, в поле, обладающем пространственной неоднородностью, они перемещаются в область с меньшей напряжённостью поля. Существует предельная скорость перемещения Ц. м. д., для разных веществ составляющая от 10 до 1000 м/сек. Скорость Ц. м. д. ограничивают процессы передачи энергии от движущихся Ц. м. д. кристаллической решётке, спиновым волнам и т.п., а также взаимодействие Ц. м. д. с дефектами в кристаллах (с уменьшением числа дефектов скорость увеличивается). Ц. м. д. визуально наблюдаются под микроскопом в поляризованном свете (используется Фарадея эффект ).