磁畴 [Magnetic Domains:The Analysis of Magnetic Microstructures] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[德] 休伯特（Alex Hubert） 著

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• 微结构
• 材料科学
• 物理学
• 磁性材料
• 纳米磁学
• 磁记录
• 自旋电子学
• 磁化过程

出版社： 世界图书出版公司

ISBN：9787510068102

版次：1

商品编码：11352186

包装：平装

外文名称：Magnetic Domains:The Analysis of Magnetic Microstructures

开本：24开

出版时间：2014-01-01

用纸：胶版纸

页数：696

正文语种：英文

内容简介

　　Magnetic domains are the elements of the microstructure of magnetic materials that link the basic physical properties of a material with its macroscopic properties and applications. The analysis of magnetization curves requires an understanding of the underlying domains. In recent years there has been a rising interest in domain analysis， probably due to the increasing perfection of materials and miniaturization of devices. In small samples， measurable domain effects can arise， which tend to average out in larger samples. This book is intended to serve as a reference for all those who are confronted with the fascinating world of magnetic domains. Naturally， domain pictures form an important part of this book.

内页插图

目录

1. Intro ductio
1.1 What are Magnetic Domains?
1.2 History of the Domain Concept
1.3 Micromagnetics and Doma
2. Domain Observation Techniques

2. I Introduction
2.2 Bitter Pattems
2.3 Magneto-OpticaIMethods
2.4 Transmission Electron Microscopy （TEM）
2.5 Electron Reflection and Scattering Methods
2.6 Mechanical Microscanning Techmiques
2.7 X-rayeutron and Other Methods
2.8 Integral Methods Supporting Domain Analysis
2.9 Comparison of Domain Observation Methods

3. Domain Theory
3.1 The Purpose of Domain Theo
3.2 Energetics of a Ferromagnet
3.3 The Origin of Domains
3.4 Phase Theory of Domains in Large Samples
3.5 Small-Particle Switching
3.6 Domain Walls
3.7 Theoretical Analysis of Characteristic Domains
3.8 Resume

4. Material Parameters for Domain Analysis
4.1 Intrinsic Material Parameters
4.2 MechanicaI Measurements
4.3 Magnetic Measurements
4.4 Resonance Experiments
4.5 Magnetostriction Measurements
4.6 Domain Methods
4.7 Thermal Evaluation of the Exchange Constant
4.8 Theoretical Guidelines for Material Constants

5. Domain Observation and Interpretation
5.1 Classification of Materials and Domains
5.2 Bulk High-Anisotropy Uniaxial Materials
5.3 Bulk Cubic Crystals
5.4 Amorphous and Nanocrystalline Ribbons
5.5 Magnetic Films with Low Anisotropy
5.6 Films with Strong Perpendicular Anisotropy
5.7 Particles Needles and Wires
5.8 How Many Different Domain Pattems?

6. The Relevance of Domains
6.1 Overview
6.2 Bulk Soft Magnetic Materials
6.3 Permanent Magnets.
6.4 Recording Media
6.5 Thin-Film Device s
6.6 Domain Propagation Devices
6.7 Domains and Hysteresis
Colour Plates
References
Textbooks and Review Articles
Symbols
Acronyms
Author Index
Subject Index

前言/序言

磁畴：磁性微观结构分析 一部关于磁性材料微观世界构建与调控的深度探索 引言：理解物质的内在秩序 物质的宏观特性往往根植于其微观尺度的结构与相互作用。在磁性材料领域，这种关联尤为深刻。从永磁体的强大磁矩到柔性电子器件中的信息存储，其背后的核心机制——磁畴的形成、演化与动态行为——构成了现代磁学研究的基石。本书《磁畴：磁性微观结构分析》旨在提供一个全面而深入的视角，专注于解析这些决定材料最终性能的纳米至微米尺度的磁性结构。我们不讨论某一特定应用（如硬盘驱动器或磁传感器）的设计细节，而是致力于揭示驱动这些现象的普适性物理原理和分析技术。 第一部分：磁畴的物理基础与热力学驱动力 本部分奠定了理解磁畴现象的理论框架。我们从基本的热力学和统计力学出发，探讨了磁性体系在不同温度和外部场条件下的自由能最小化原则。 第一章：磁各向异性和钉扎效应 重点分析了晶体磁各向异性（包括磁晶各向异性和形状各向异性）如何定义了磁畴壁倾向于存在的方向。详细讨论了磁畴壁能的组成，特别是交换能与磁晶各向异性能的平衡。此外，对材料缺陷、晶界、位错等引入的“钉扎中心”进行了深入剖析，阐明了它们如何影响磁化反转过程中的滞后现象和矫顽力。本章着重于结构特征如何转化为能量势垒，而非具体应用中的能量耗散模型。 第二章：磁畴壁的结构与动力学 磁畴壁是相邻磁畴之间磁化方向连续转变的界面。本书细致考察了180°和90°畴壁的经典结构模型（如Bloch型和Néel型），并引入了更高阶的畴壁拓扑结构概念。特别关注了畴壁在静态条件下的空间分布及其在特定几何约束下的形貌变化。动力学方面，分析了畴壁的平均速度、漂移与振荡行为，这些分析基于磁化强度的弛豫过程，而非宏观磁滞回线的测量。 第二部分：微观结构的成像与表征技术 精确的可视化是理解磁畴行为的前提。本部分详细介绍了用于解析磁性微观结构的先进显微技术及其背后的物理原理，重点在于信号如何与局域磁矩分布相关联。 第三章：电子显微学在高空间分辨率下的应用 详细阐述了磁性成像技术的“电子探针”本质。内容涵盖： 1. 透射电子显微镜（TEM）中的磁学对比： 重点解析Lorentz显微镜（Fresnel模式和Foucault模式）的成像机制，解释了如何通过聚焦/去聚焦图像来区分磁畴壁的类型和位置。对弱相位衬度（Phase Contrast）在解析极小尺度畴结构中的作用进行了理论探讨。 2. 扫描透射电子显微镜（STEM）中的边缘电子能量损失谱（EELS）： 详细讨论了如何利用L3/L2吸收边精细结构分析局域电子构型和轨道磁矩，强调这是一种定量的元素敏感型磁学分析手段，而非定性成像。 第四章：表面敏感的光学与扫描探针技术 本章侧重于分析材料表面和近表面区域的磁结构： 1. 磁光克尔效应（MOKE）的矢量重建： 探讨了MOKE技术如何通过测量反射光的偏振态变化来反演出表面磁化方向，重点分析了在不同光斑尺寸下MOKE对多畴结构的空间分辨极限。 2. 磁力显微镜（MFM）的成像机制： 深入分析了MFM探针尖端的磁化状态、探针-样品之间的磁相互作用（磁力梯度）以及如何通过反馈机制分离出表面形貌和磁性信号。讨论了如何通过修改探针的谐振频率和激励幅度来优化磁畴壁的成像质量。 第三部分：外部场作用下的磁畴重构与调控 磁畴结构的稳定性和可调谐性是磁性器件功能性的核心。本部分探讨了在外部应力、电场和磁场作用下，磁畴的动态响应和拓扑变化。 第五章：应力与电场对畴结构的影响 本章超越了传统的磁场驱动模型，关注于耦合场的作用： 1. 磁致伸缩与磁畴弹性耦合： 详细阐述了磁弹性耦合（Magnetoelastic Coupling）如何通过外加机械应力场来诱导或重排磁畴，例如在铁氧体或磁致伸缩合金中，应力场的梯度如何成为新的有效各向异性场。 2. 电场诱导的磁化耦合（介电铁磁体）： 分析了在界面或体相中，电场如何通过改变氧化态、界面电荷积累或自发极化来调控磁各向异性，进而影响磁畴的尺寸和畴壁的运动能垒。 第六章：拓扑结构与复杂畴态 现代磁学研究正转向非经典、拓扑受限的磁结构。本章深入研究了超越简单平面畴壁的复杂结构： 1. 斯格明子（Skyrmions）的形成条件： 详细讨论了Dzyaloshinskii-Moriya相互作用（DMI）在驱动和稳定斯格明子结构中的关键作用，并分析了在无场或弱场条件下，如何通过几何限制或材料设计来控制其拓扑荷。 2. 磁单极子模型与畴边界的拓扑约束： 考察了在特定几何结构（如纳米线、薄膜边缘）中，磁畴结构如何被约束形成闭合的磁通线，以及这些结构在磁化切换过程中的拓扑保护机制。 结论：展望微观结构控制的未来 本书的最终目标是为读者提供一套强大的分析工具和物理洞察力，用于解构和预测任何给定磁性微观结构的行为。我们强调，对磁畴的精确控制和理解，是实现下一代高密度存储、自旋电子学和高性能永磁材料的关键。本书聚焦于“结构”与“物性”间的桥梁，是高阶磁学研究者、材料科学家和工程师的必备参考。

评分☆☆☆☆☆

这真是一本让人拍案叫绝的书！从我拿到它开始，就仿佛被卷入了一个奇妙的微观世界。书中那些精妙的图示，配合着深入浅出的讲解，让我对“磁畴”这个概念有了前所未有的清晰认知。我一直以为磁性只是一个模糊的概念，但这本书却将它剖析得如此细致入微，从最基本的原理到复杂的磁畴结构演变，都展现得淋漓尽致。作者的叙述方式非常吸引人，不像很多学术书籍那样枯燥乏味，而是充满了一种探索的乐趣。我特别喜欢其中关于磁畴壁形成和移动的章节，那不仅仅是理论的陈述，更像是在描绘一幅幅动态的画面，让我能够直观地感受到磁畴的变化是如何影响宏观磁性的。读这本书的过程，就像是在解开一个又一个关于磁性的谜题，每解开一个，都会带来巨大的成就感。我甚至觉得，它不仅仅是一本教科书，更像是一本引导读者进入科学殿堂的启蒙读物。那些复杂的数学推导，在作者的引导下，也变得不再那么令人望而生畏，反而成为了理解现象背后逻辑的重要工具。总而言之，这是一次极其令人满意的阅读体验，它彻底改变了我对磁学领域的看法，也激起了我进一步探索的强烈愿望。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我对磁性世界的认知可以说是发生了一次颠覆性的改变。之前我总觉得磁性是一个笼统的概念，直到这本书的出现，才让我明白了其背后复杂的微观机制。书中对于不同材料中磁畴结构形成原因的分析，简直是细致入微，让我能够理解为什么有些材料容易磁化，而有些则不然。尤其是关于磁畴壁的讨论，我感觉作者把这个原本非常抽象的概念讲得活灵活了，通过各种比喻和形象的描述，我能够清晰地想象出磁畴壁在磁性材料中的运动和演变。这本书的优点在于，它没有仅仅停留在理论层面，而是通过大量的实验数据和图表，来佐证和说明相关的理论。这让整个阅读过程都充满了说服力，也让我对书中内容的可靠性深信不疑。我还会时不时地回想起书中关于磁畴退磁因子的章节，那对我理解永磁体的性质有着重要的启发。总而言之，这是一本非常有价值的书，它为我打开了一个全新的科学视野，也让我对磁学研究产生了浓厚的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，一开始我并没有对这本书抱有太高的期望，毕竟“磁畴”这个词听起来就有些专业。然而，当我翻开第一页，就被书中严谨而又生动的论述所吸引。作者以一种非常独特的视角，将那些抽象的物理概念具象化，使得原本可能晦涩难懂的内容变得引人入胜。比如，书中对不同材料中磁畴形态的分析，通过大量的实例和精美的显微照片，让我仿佛置身于一个微观的磁性实验室，亲眼观察着各种磁畴结构的形成和变化。我尤其赞赏作者在解释理论的同时，不忘与实际应用相结合，这让这本书的价值大大提升。了解到磁畴在数据存储、传感器等领域扮演的关键角色，我才真正意识到，原来我们日常生活中接触到的许多高科技产品，都离不开对这些微观磁性结构的深入理解和巧妙运用。这本书的逻辑结构也非常清晰，层层递进，从基础理论到复杂的分析方法，一步步带领读者深入探究。我感觉自己像是在跟随一位经验丰富的向导，在磁畴这个迷人的世界里进行一次精彩的探险。

评分☆☆☆☆☆

这本书就像一位经验丰富的老师，用最清晰、最富逻辑的语言，为我揭开了“磁畴”的神秘面纱。我曾尝试阅读过一些关于磁学的书籍，但总是感觉难以入门，而这本书却让我耳目一新。它没有一上来就抛出大量的公式和定理，而是从一个更宏观的视角入手，逐步引导读者理解磁畴的本质。我特别喜欢书中对不同磁畴结构进行分类和分析的部分，每一种结构都配有详细的解释和示意图，让我能够清晰地辨别它们的特征。而且，作者在描述这些结构时，并没有使用过于生僻的术语，而是尽可能地用通俗易懂的语言进行阐述，即使是初学者也能轻松理解。我还会反复翻阅书中关于磁畴壁动力学的章节，那些关于畴壁移动、磁畴翻转的描述，以及它们与外加磁场之间的相互作用，都写得非常到位。我感觉这本书不仅仅是关于理论知识的传授，更是一种思维方式的启迪，让我学会如何从微观层面去理解和分析宏观的磁学现象。

评分☆☆☆☆☆

这本《磁畴》真不是盖的，它就像一把金钥匙，为我打开了认识微观磁性世界的大门。我一直以为自己对磁性已经有所了解，但这本书的出现，让我看到了更深层次的奥秘。书中对磁畴形成原因的解释，从能量的角度出发，让我豁然开朗，原来这一切都有其内在的物理逻辑。我特别喜欢书中关于不同类型磁畴结构的描述，每一种结构都配有精美的示意图，让我在脑海中能够构建出清晰的图像，而不是枯燥的文字。而且，作者在讲解的过程中，非常注重循序渐进，从最基本的概念讲起，逐步深入到复杂的理论分析，让我感觉自己一直在稳步前进，而不是被淹没在信息的洪流中。我还会反复研读关于磁畴壁动力学的部分，那些关于畴壁移动、磁畴翻转的描述，以及它们如何影响材料的宏观磁性能，都让我受益匪浅。这本书的价值在于，它不仅传授了知识，更培养了我的科学思维方式，让我学会如何运用微观的视角去理解和解决问题。