Bloch-Wand

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Als Bloch-Wand oder Bloch’sche Wand (nach dem schweizerisch-amerikanischen Physiker Felix Bloch) bezeichnet man beim Magnetismus die Grenze zwischen den Weiss-Bezirken in ferromagnetischen Stoffen unterhalb der Curie-Temperatur.

Beschreibung[Bearbeiten]

Stoßen zwei Weiss-Bezirke mit unterschiedlicher – meist entgegengesetzter – Magnetisierungsrichtung aneinander, so ändert sich diese Richtung in den Bloch-Wänden fließend. Der Grund für den allmählichen Übergang liegt im energetischen Kompromiss zwischen der kurzreichweitigen Austauschenergie, die innerhalb eines Weiss-Bezirks die Spins parallel ausrichtet, und der langreichweitigen Dipol-Dipol-Wechselwirkung, die die Spins antiparallel auszurichten versucht. Die Magnetisierung ist dabei immer parallel zur Wandebene, d. h., die Magnetisierung dreht sich helikal. Dadurch zeigt die Magnetisierung an der Materialoberfläche aus der Ebene heraus, und es entsteht ein magnetisches Streufeld, das z. B. über die bitterschen Streifen detektiert werden kann.

Die Größe der Weiss-Bezirke (Domänen) liegt meist unter 100 µm, und die Dicke der Bloch-Wände beträgt meist einige hundert Atomabstände.[1] Die Bloch-Wände würden unendlich dick sein, wäre nicht die Anisotropieenergie, zu der ihre Dicke proportional ist. Die Anisotropieenergie trägt bei, weil die Spins innerhalb der Bloch-Wand zum Großteil in sog. schwere Magnetisierungsrichtungen weisen.

Bloch-Wände werden von Gitterfehlern, Korngrenzen, Einschlüssen oder inneren Spannungen am Ort gehalten. Ein hartmagnetischer Stoff hat viele Gitterfehler und behindert so die Bewegung der Bloch-Wände stark. Durch Anlegen eines äußeren Magnetfelds ändert sich die Position der Bloch-Wände sprunghaft – dies nennt man Barkhausen-Sprünge.

Literatur[Bearbeiten]

  • Hans Fischer: Werkstoffe in der Elektrotechnik. 2. Auflage, Carl Hanser Verlag, München Wien, 1982 ISBN 3-446-13553-7.
  • Horst Stöcker: Taschenbuch der Physik. 4. Auflage, Verlag Harry Deutsch, Frankfurt am Main 2000, ISBN 3-8171-1628-4.

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1.  Wolfgang Bergmann: Werkstofftechnik 2: Werkstoffherstellung - Werkstoffverarbeitung - Werkstoffanwendung. 3 Auflage. Carl Hanser Verlag, München/Wien 2002, S. 573 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).