Anisotropía magnética, Fuentes de anisotropía magnética, Energía de anisotropía de un imán de dominio único, Notas

Anisotropía magnética es la dependencia direccional de las propiedades magnéticas de un material. En la ausencia de un campo magnético aplicado, un material magnéticamente isotrópico no tiene ninguna dirección preferencial para su momento magnético, mientras que un material magnéticamente anisotrópica se alineará su momento con uno de los ejes fáciles. Un eje fácil es una dirección energéticamente favorable de la magnetización espontánea que está determinado por las fuentes de anisotropía magnética se enumeran a continuación. Las dos direcciones opuestas a lo largo de un eje fácil son por lo general equivalente, y la dirección real de la magnetización pueden ser a lo largo de cualquiera de ellos.

Anisotropía magnética es un requisito previo para la histéresis en ferromagnetos: sin ella, un material ferromagnético es superparamagnético.

Fuentes de anisotropía magnética

Hay varias fuentes de anisotropía magnética:

  • Anisotropía magnetocristalina: la estructura atómica de un cristal introduce direcciones preferenciales para la magnetización.
  • Anisotropía de forma: cuando una partícula no es perfectamente esférica, el campo de desmagnetización no será igual para todas las direcciones, la creación de uno o más ejes fáciles.
  • Magnetoelástico anisotropía: tensión puede alterar el comportamiento magnético, lo que lleva a la anisotropía magnética.
  • Tipo de anisotropía: se produce cuando los materiales ferromagnéticos y antiferromagnéticas interactúan.

Energía de anisotropía de un imán de dominio único

Supongamos que un material ferromagnético es-dominio único en el sentido más estricto: la magnetización es uniforme y gira al unísono. Si es el momento magnético y el volumen de la partícula es, la magnetización es, donde es la magnetización de saturación y son cosenos de dirección así. La energía asociada con anisotropía magnética puede depender de los cosenos de dirección de varias maneras, la más común de las cuales se discuten a continuación.

Uniaxial

Una partícula magnética con anisotropía uniaxial tiene un eje fácil. Si el eje fácil es en la dirección, la energía de anisotropía se puede expresar como una de las formas:

donde es el volumen, la constante de anisotropía, y el ángulo entre el eje fácil y magnetización de la partícula. Cuando anisotropía de forma se considera de forma explícita, el símbolo se utiliza a menudo para indicar la constante de anisotropía, en lugar de. En el modelo de Stoner-Wohlfarth ampliamente utilizado, es la anisotropía uniaxial.

Triaxial

Una partícula magnética con anisotropía triaxial todavía tiene un solo eje fácil, pero también tiene un eje duro y un eje intermedio. Las coordenadas pueden ser elegidos de modo que la energía tiene la forma

Cúbico

Una partícula magnética con anisotropía cúbica tiene tres o cuatro ejes fáciles, dependiendo de los parámetros de anisotropía. La energía tiene la forma