布洛赫壁英文解释翻译、布洛赫壁的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【电】 domain wall
分词翻译:
布的英语翻译:
cloth; fabric
【建】 cloth
赫的英语翻译:
conspicuous; grand; hertz
【化】 hertz
【医】 hertz
壁的英语翻译:
wall
【医】 paries; parietes; wall
专业解析
布洛赫壁(Bloch Wall)是磁学中的一个核心概念,指在铁磁材料内部,分隔两个磁化方向不同的相邻磁畴(Magnetic Domain)的过渡区域。在这个狭窄的区域内,磁矩(Magnetic Moment)的方向不是突然跳跃式改变,而是以一种特定的、能量最低的方式逐渐旋转过渡。
以下是其详细解释:
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核心定义与机制
- 磁畴分隔: 铁磁体为了降低静磁能,会自发分裂成许多微小的区域,即磁畴。每个磁畴内部,原子磁矩排列方向一致。相邻磁畴的磁矩方向通常不同(例如,一个向上,一个向下)。
- 磁矩旋转过渡: 布洛赫壁就是这两个磁畴之间的边界层。在壁内,磁矩的方向不是直接翻转,而是平行于畴壁平面(即平行于壁本身)逐渐旋转,从一个磁畴的磁化方向平滑地过渡到另一个磁畴的磁化方向。这种旋转方式使得壁内几乎不产生磁极(即散度 div M ≈ 0),从而最大限度地降低了退磁场能,是能量上最有利的构型。
- 壁厚: 布洛赫壁具有一定的厚度(通常在纳米量级),其具体宽度由材料的交换作用能(倾向于磁矩平行排列)和各向异性能(倾向于磁矩沿特定晶轴排列)之间的平衡决定。
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物理特征
- 低退磁能: 磁矩在壁内平行于壁面旋转是其最显著特征,这使得壁内磁化强度的法向分量连续,避免了磁荷的聚集,从而显著降低了退磁场能。
- 能量构成: 布洛赫壁的总能量主要包括交换能(磁矩旋转导致相邻磁矩不完全平行)和各向异性能(磁矩方向偏离易磁化轴)。壁厚是这两种能量竞争达到最小值的结果。
- 与奈尔壁的区别: 另一种常见的畴壁是奈尔壁(Néel Wall)。在奈尔壁中,磁矩的旋转发生在壁平面内(即平行于薄膜平面)。布洛赫壁常见于块体材料或较厚的薄膜中,而奈尔壁则更常见于非常薄的薄膜中,因为此时退磁场能的影响方式不同。
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应用与重要性
- 磁化过程的关键: 铁磁材料的宏观磁化过程,很大程度上依赖于磁畴壁(包括布洛赫壁)的运动。当施加外磁场时,畴壁会发生移动,使磁化方向与外场一致的磁畴扩大,不一致的磁畴缩小,从而实现整体磁化。
- 磁存储与器件: 理解畴壁(包括布洛赫壁)的结构、动力学和钉扎效应对于现代磁存储技术(如硬盘驱动器)和新兴的自旋电子学器件(如磁随机存储器 MRAM、畴壁存储器)至关重要。控制畴壁的移动是这些器件工作的基础。
- 基础研究: 布洛赫壁是研究铁磁材料微观磁结构、磁各向异性、交换作用等基本物理性质的重要模型体系。
参考资料与来源:
- 美国物理学会 (APS) - 《现代磁学基础》期刊: 该期刊经常刊登关于磁畴和畴壁(包括布洛赫壁)理论和实验研究的最新进展,是磁学领域的顶级期刊之一。 (来源: https://journals.aps.org/rmp/ - 可查找相关磁学综述文章)
- 麻省理工学院 (MIT) 开放课程 - 磁学材料: MIT 提供的开放课程材料通常包含对磁畴和布洛赫壁的清晰讲解,适合不同层次的学习者。 (来源: https://ocw.mit.edu/courses/materials-science-and-engineering/ - 搜索相关课程如 "Magnetic Materials")
- 中国科学院磁学国家重点实验室: 该实验室的研究领域涵盖磁性物理的基础研究,包括磁畴结构、畴壁动力学等,其官网或发表的论文是了解布洛赫壁的权威信息来源之一。 (来源: http://maglab.iphy.ac.cn/)
- 经典教材参考:
- Chikazumi, S. Physics of Ferromagnetism. Oxford University Press. (标准磁学教材,对布洛赫壁有详细推导和解释)
- Aharoni, A. Introduction to the Theory of Ferromagnetism. Oxford University Press. (另一本经典教材,深入探讨畴壁理论)
术语对照:
- 布洛赫壁 - Bloch Wall
- 磁畴 - Magnetic Domain
- 磁矩 - Magnetic Moment
- 铁磁材料 - Ferromagnetic Material
- 交换作用能 - Exchange Energy
- 磁各向异性能 - Magnetic Anisotropy Energy
- 退磁场能 - Demagnetization Energy / Magnetostatic Energy
- 奈尔壁 - Néel Wall
- 磁化 - Magnetization
- 自旋电子学 - Spintronics
网络扩展解释
布洛赫壁(Bloch wall)是磁性材料中磁畴之间的过渡区域,属于磁畴壁的一种类型。以下是其核心解释:
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基本定义
布洛赫壁指相邻磁畴的磁矩(自旋方向)发生渐变的界面。其特点是自旋方向在壁内平行于畴壁平面旋转,而非垂直翻转(后者称为奈尔壁)。这种结构能降低磁畴间的能量壁垒,维持材料整体磁稳定性。
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物理机制与温度影响
根据自旋波理论,低温时(如1K~4.5K),只有低能量(k值小)的自旋波被激发,此时布洛赫壁的能量展开式前三项与实验测量结果高度吻合。例如在CrBr₃中,测得系数:
$$a = (2.544 pm 0.067) times 10^{-3} , text{K}^{-3/2}$$
$$b = (3.03 pm 1.04) times 10^{-5} , text{K}^{-5/2}$$
更高次项的影响在实验中未显著观察到。
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应用与研究意义
布洛赫壁的动力学行为对磁存储器件设计、磁畴成像技术等有重要价值,其热激发特性也常用于验证磁性材料的微观理论模型。
如需扩展阅读,可参考磁学教材中关于磁畴结构的章节(如戴书第166页)或相关凝聚态物理研究文献。
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