Magnetismo II.

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1 Magnetismo II

2 Movimiento de paredes de dominio
Paredes de dominio (Domain walls) son interfases entre regiones con magnetización espontánea en diferentes direcciones. Es un juego de energías, tener en cuenta que la energía de intercambio es mínima cuando los momentos adyacentes de dos átomos estan alineados en forma paralela Elevada energía Disminuye la energía si el cambio se hace a lo largo de N sitios De se modo el angulo entre sitios adjuntos f será N/p.

3 Cambio gradual

4 Paredes de dominio Por un lado la energía de intercambio intenta que el cambio sea lo mas gradual posible, para disminuir su valor. Cuanto mas ancha es la pared del dominio, mayor será la energía de anisotropía. Como consecuencia el ancho de la pared de dominio es finita (en numero de átomos) Hay que calcular la energía por unidad de superficie de la interfase. El primero en hacerlo fue Bloch, por eso se llaman paredes de Bloch (Bloch Wall) La energía de dos espines sucesivos: Pasandola al Contínuo: Constante de intercambio

5 Ancho de las paredes Constante de intercambio o rigidez (stiffness):
n número de átomos por celda unitaria a parámetro de red. Considerando el desarrollo del coseno: Considerando un f pequeño Primer término es constante, se desprecia. La dependencia con el ángulo La energía de anisotropía está dada por: f se mide a partir de eje fácil, para anisotropía uniaxial: Para anisotropia cúbica eje {100}:

6 Energía del dominio La energía de la pared esta dada por la integral
Es una pared en el plano zy con la magnetización rotando en f y el ancho de la pared en x. La naturaleza intentará minimizar la energía eligiendo la función f=f(x) mas adecuada Pensando en el torque debido a intercambio: Torque debido a la anisotropía: En el equilibrio el torque debe ser cero:

7 Energía del Dominio A partir de esta ecuación:
Multiplicando ambos miembros por: Para el caso de anisotropia uniaxial: Ancho de la pared:

8 Magnetismo II Magnetostriction El efecto es relativamente pequeño 10-5
Considerando el módulo de Young para el Hierro, calcular la tensión generada. Los desplazamientos para un material magnético pueden ser comparables a variaciones de T de 0.5K Existe saturación Volumen de la muestra permanece Cte. Los laterales se achican Rotación de dominio Movimiento de paredes

9 Tipos de magnetostricción
Magnetoestricción espontánea Por debajo del punto de Curie Magnetoestricción forzada A campos elevados Origen de la MagnStr. En general una elevada contante de Anisotropía K , esta acompañada por una l grande

10 Efecto de las tensiones en la magnetización

11 Efecto de tensiones En aleaciones de permalloy (permalloy 68, 32% Fe, 68% Ni) el efecto es inverso que el observado en Ni La magnetostricción es positiva en Fe policristalino a bajos campos, y negativa a campos altos.

12 Magnetización bajo tensión
A M=0 las paredes se modifican por tensión La magnetización permanece nula Dependiendo del caso la curva de magnetización se afecta bajo tensión Se crean anisotropías Anis. de stress Energía asociada:

13 Aplicaciones de la magnetostricción
Generación de ruido en los transformadores (ruido de 100 Hz, o de 120 Hz) Aplicación en transductores. Se usa Terfenol-D (Tb3Dy7Fe19) Terfenol: l saturación Se aplica en ecosondas y sonares, donde la perturbación mecánica se transfiere a un líquido. Para microposicionadores de fuerza

14 Magnetoresistencia Todos los elementos presentan el fenómeno de magneto-resistencia. Cambio en la resistencia eléctrica con la aplicación de un campo magnético. El efecto es grande, e incluso anisotropico, en materiales ferromagnéticos Los cambios para aleaciones de NiFe en saturación suelen ser del 2% Los cambios son muy grandes en GMR Magnetoresistencia Gigante Multicapas