Domeny magnetyczne
Mikroskopowe uporządkowanie spinów elektronowych charakterystyczne dla materiałów ferromagnetycznych prowadzi do powstawania regionów magnetycznego uporządkowania zwanych domenami.
Główną implikacją istnienia domen jest to, że w materiałach ferromagnetycznych istnieje już wysoki stopień namagnesowania w obrębie poszczególnych domen, ale przy braku zewnętrznego pola magnetycznego domeny te są losowo zorientowane. Umiarkowane przyłożone pole magnetyczne może spowodować większy stopień wyrównania momentów magnetycznych z zewnętrznym polem, dając duże zwielokrotnienie przyłożonego pola.
Te ilustracje domen są tylko koncepcyjne i nie mają na celu podania dokładnej skali wielkości lub kształtu domen. Mikroskopowe dowody na temat magnetyzacji wskazują, że magnetyzacja netto materiałów ferromagnetycznych w odpowiedzi na zewnętrzne pole magnetyczne może faktycznie wystąpić bardziej przez wzrost domen równoległych do przyłożonego pola kosztem innych domen, a nie reorientacji samych domen, jak sugeruje szkic.
Niektóre z bardziej bezpośrednich dowodów, jakie mamy na temat domen, pochodzą z obrazowania domen w pojedynczych kryształach materiałów ferromagnetycznych. Szkice powyżej są po Young i są dostosowane z powiększonych obrazów granic domen w pojedynczych kryształów niklu. Sugerują one, że efektem zewnętrznego pola magnetycznego jest spowodowanie przesunięcia granic domen na korzyść tych domen, które są równoległe do przyłożonego pola. Nie jest jasne, jak to ma zastosowanie do masowych materiałów magnetycznych, które są polikrystaliczne. Należy pamiętać, że wewnętrzne pola magnetyczne, które pochodzą z długiego zakresu uporządkowania spinów elektronów są znacznie silniejsze, czasami setki razy silniejsze niż zewnętrzne pola magnetyczne wymagane do produkcji tych zmian w wyrównaniu domen. Efektywne zwielokrotnienie zewnętrznego pola, które może być osiągnięte przez wyrównanie domen jest często wyrażane w kategoriach względnej przenikalności.
Domeny mogą być widoczne przy użyciu magnetycznych zawiesin koloidalnych, które koncentrują się wzdłuż granic domen. Granice domen mogą być obrazowane przez światło spolaryzowane, a także za pomocą dyfrakcji elektronów. Obserwacja ruchu granic domen pod wpływem przyłożonego pola magnetycznego pomogła w rozwoju teoretycznych rozważań. Wykazano, że tworzenie się domen minimalizuje magnetyczny wkład do energii swobodnej.