Dominios magnéticos
El ordenamiento microscópico de los espines de los electrones característico de los materiales ferromagnéticos conduce a la formación de regiones de alineación magnética llamadas dominios.
La principal implicación de los dominios es que ya existe un alto grado de magnetización en los materiales ferromagnéticos dentro de los dominios individuales, pero que en ausencia de campos magnéticos externos esos dominios están orientados al azar. Un modesto campo magnético aplicado puede causar un mayor grado de alineación de los momentos magnéticos con el campo externo, dando una gran multiplicación del campo aplicado.
Estas ilustraciones de dominios son sólo conceptuales y no pretenden dar una escala exacta del tamaño o forma de los dominios. La evidencia microscópica sobre la magnetización indica que la magnetización neta de los materiales ferromagnéticos en respuesta a un campo magnético externo puede ocurrir en realidad más por el crecimiento de los dominios paralelos al campo aplicado a expensas de otros dominios en lugar de la reorientación de los propios dominios como se implica en el boceto.
Algunas de las evidencias más directas que tenemos sobre los dominios provienen de las imágenes de los dominios en cristales individuales de materiales ferromagnéticos. Los bocetos anteriores son de Young y están adaptados a partir de imágenes ampliadas de los límites de los dominios en monocristales de níquel. Sugieren que el efecto de los campos magnéticos externos hace que los límites de los dominios se desplacen a favor de aquellos que son paralelos al campo aplicado. No está claro cómo se aplica esto a los materiales magnéticos a granel que son policristalinos. Hay que tener en cuenta que los campos magnéticos internos que provienen del ordenamiento de largo alcance de los espines de los electrones son mucho más fuertes, a veces cientos de veces más fuertes, que los campos magnéticos externos necesarios para producir estos cambios en la alineación de los dominios. La multiplicación efectiva del campo externo que puede lograrse mediante la alineación de los dominios se expresa a menudo en términos de permeabilidad relativa.
Los dominios pueden hacerse visibles con el uso de suspensiones coloidales magnéticas que se concentran a lo largo de los límites de los dominios. Los límites de los dominios pueden ser visualizados mediante luz polarizada, y también con el uso de difracción de electrones. La observación del movimiento de los límites de los dominios bajo la influencia de campos magnéticos aplicados ha ayudado a desarrollar tratamientos teóricos. Se ha demostrado que la formación de dominios minimiza la contribución magnética a la energía libre.