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informatik artikel (Interpretation und charakterisierung)

Was sind magnetblasen?


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Magnetblasen sind zylindrische Bereiche von umgekehrter Magnetisierung in einer dünnen Schicht spezieller magnetischer Materialien. Diese Magnetblasen können, wie in Bild 4.2 gezeigt, isoliert auftreten, sodaa ihre natürliche Wechselwirkung für die meisten praktischen Anwendungen vernachläßigt werden kann. Im allgemeinen (ohne zusätzliche Maßnahmen) treten sie aber, wie in Bild 4.3 dargestellt, gedrängt auf.
Voraussetzung für das Existieren von Magnetblasen ist ein Magnetfeld, das im rechten Winkel zur Blasenschicht liegt. Bei einer so orientierten Magnetisierung ist aber die magnetische Energie höher, als wenn die Schicht in \"Längsrichtung\" magnetisiert wäre. Deshalb würde die Magnetisierung dazu tendieren, in die Ebene zu kollabieren. Um das zu vermeiden, müssen die Materialien in denen Magnetblasen bestehen sollen, eine magnetische Vorzugsrichtung im rechten Winkel zur Ebene besitzen.






Bild 4.2 Isolierte Magnetblasen in einer dünnen Schicht








Bild 4.3 Gedrängte Magnetblasen

Auch wenn die Vorzugsrichtung ausreichend ausgeprägt ist und die Magnetisierung im rechten Winkel zur Schicht liegt, wird die Schicht dazu tendieren, eine Struktur auszubilden, bei der etwa gleich große Gebiete in den beiden Richtungen magnetisiert sind. Eine derartige Struktur sind z.B. die gedrängten Magnetblasen wie in Bild 4.3. Eine andere derartige Struktur sind serpentinförmige Streifen wie in Bild 4.4.






Bild 4.4 Serpentinförmige Streifen


Diese beiden Strukturen sind in einer guten Magnetblasenschicht ohne zusätzliche Magnetfelder stabil. Isolierte Magnetblasen wie in Bild 4.1 erfordern jedoch eine Vormagnetisierung um stabil zu sein. Dieses Feld (HB), das in Richtung der Magnetisierung in der Schicht außerhalb der Magnetblasen orientiert sein muß, stabilisiert die überwiegende Magnetisierung in dieser Richtung.









Bild 4.5 Vormagnetisierung

Wenn HB zu weit reduziert wird, explodieren die isolierten Magnetblasen zur Serpentinenstruktur von Bild 4.4. Die Feldstärke, bei dieses eintritt, wird strip-out Feld genannt. Andererseits würde bei zu starker Erhöhung der Vormagnetisierung das Megnetfeld außerhalb der Magnetblasen zu stark bevorzugt werden, und oberhalb eines kritischen Feldes würden die Magnetblasen kollabieren. Innerhalb dieser Grenzen ist die Vormagnetisierung frei wählbar, wobei hierbei die Magnetblasengröße variiert (Bild 4.5).
In diesem Zusammenhang möchte ich kurz auf die Größe von Magnetblasen eingehen. Abhängig vom verwendeten Material haben die Magnetblasen Durchmesser zwischen von 0,1 - 500 um.

 
 




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