Interessant ist aber, dass Bloch-Wände an Gitterfehlern und Störstellen im Material hängen bleiben (wie ein Gummiband, das über einen rauen Untergrund gezogen wird). Das führt dazu, dass, wenn das äußere Magnetfeld ausgeschaltet wird, einige Domänen vergrößert zurückbleiben können. Das heißt, dass sich nun die Domänen nicht mehr nach außen negieren und das das Material magnetisiert bleibt (kennt einer magnetisierten Gabeln in der Kantine?)
An dieser Stelle muss ich wieder zum nächsten Punkt, denn Hysterese wäre wieder ein eigenes Thema 😉
Nanodomänen
Wir sehen, dass der Magnetismus eines Ferromagneten von seinen Domänen beschrieben und beherrscht wird. Die Bloch-Wände dazwischen bilden Randbereiche. Das Wandern und Hängenbleiben der Blochwände entscheidet zwar darüber, wie die Hysterese des Materials aussieht, aber es sind trotzdem immer die Feldlinien der Domänen, die wir sehen.
Wie im letzten Beitrag beschrieben, bildet der Übergang von Bulk- zu Oberflächeneffekten den Weg zu Nanoeffekten.
Ich erwähnte weiter oben, dass wir einige 100 Legionäre Atome in einer Bloch-Wand haben. Zufälligerweise(?) ist das genau wieder der Größenbereich, in dem wir von Nano sprechen. Das heißt also, dass, wenn wir ferromagnetische Materialien so klein machen, dass sie in den Größenbereich ihrer Bloch-Wände kommen, sich ihre magnetischen Eigenschaften verändern.
Es gibt tausende Abhandlungen zum Thema Nano-Magnete, die das bescheiben, und ich werde in Zukunft einige spannende vostellen.
Das entscheidende an dieser Stelle ist, dass dieser Nano-Magnet nur noch aus einer einzigen Domäne besteht und dadurch, das er kleiner als eine Blochwand ist, direkt und ohne Hysterese auf Magnetfelder reagieren kann. Es ist nun ein Superparamagnet. Ein prominentes Beispiel ist Ferrofluid.
Anwedungen?
Es gibt in der Forschung viele Ansätze, wie man eingebettete magnetische Nanopartikel nutzen kann. Meist sind es Sensoren, die benutzt werden sollen, um sehr kleine Felder zu messen. Bei einem anderen Mal werde ich genauer hierauf eingehen.
Am Ende läuft es wieder auf das gleiche Spiel hinaus: Wenn der Rand überwiegt, ändern sich Eigenschaften und Effekte. Wurden eure Fragen vom letzten Mal getroffen, oder kam etwas zu kurz? Ich freue mich auf eure Kommentare.
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