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2026-01-30T09:40:13Z

Verallgemeinerungen: BKL Fix

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[[Datei:Domain wall vectors.svg|mini|200px|Bloch-Wand: Magnetisierungsübergang B zwischen zwei entgegengesetzt magnetisierten [[Weißscher Bezirk|Weißschen Bezirken]] A und C<br>(Die Länge der eingezeichneten Vektorpfeile soll konstant sein.)]]
[[Datei:DWconfiguration.png|mini|300px|Bloch-Wand b)<br>im Vergleich zur Néel-Wand a)<br />(Darstellung gegenüber der ersten Abb. um 90° gegen den Uhrzeigersinn gedreht)]]

Als '''Bloch-Wand''' oder '''blochsche Wand''' (nach dem schweizerisch-amerikanischen Physiker [[Felix Bloch]]) bezeichnet man in [[ferromagnetisch]]em Material einen Übergangsbereich zwischen den [[Weiss-Bezirk]]en unterhalb der [[Curie-Temperatur]], in dem sich die Orientierung der [[magnetisches Moment|magnetischen Momente]] so ändert, dass sie mit zunehmendem Abstand (~ x) zum Weiss-Bezirk mehr und mehr in der Wandebene verdreht sind; dadurch weisen sie genau in der Mitte zwischen den Weiss-Bezirken nicht in die gleiche Richtung wie in den Weiss-Bezirken (also z. B. in die +y- bzw. -y-Richtung), sondern in die Vertikalrichtung (~ z).

Erfolgt der Übergang hingegen so, dass die magnetischen Momente auch im Übergangsbereich in der Horizontalebene verbleiben, also in der x-y-Ebene, so spricht man von einer [[Néel-Wand]]. Diese kommt, wie dem unten angegebenen Kompendium von A. Hubert und R. Schäfer entnommen werden kann, seltener vor als die Bloch-Wand, außer in [[dünne Schicht|dünnen Schichten]] und speziellen Situationen.

== Beschreibung ==
In der ersten Graphik stellt die (nicht eingezeichnete) zentrale Vertikalebene durch B die eigentliche Ebene der Bloch-Wand dar. Die [[Magnetisierung]] ist hier ''nach oben'' gerichtet (M ~ z), während sie in den Gebieten A bzw. C gleichförmig ''nach rechts'' bzw. ''links'' zeigt (M ~ +y bzw. ~ -y). Die eigentliche Blochwand ist nur „ungefähr“ definiert; z. B. kann man dazu das gesamte Zwischengebiet B zählen, mit Ausnahme ganz schmaler Streifen an den beiden eingezeichneten Grenzlinien, wo die Winkelabweichung vom Grenzwert einen sehr kleinen, aber endlichen Wert unterschreitet.

Stoßen zwei Weiss-Bezirke mit unterschiedlicher – meist entgegengesetzter – Magnetisierungsrichtung aneinander, so ändert sich diese Richtung in den Bloch-Wänden fließend. Der Grund für den allmählichen Übergang liegt im energetischen Kompromiss zwischen
* der kurzreichweitigen Austauschenergie, die innerhalb eines Weiss-Bezirks die [[Spin]]s parallel ausrichtet, und
* der langreichweitigen [[Dipol-Dipol-Wechselwirkung]], die die Spins antiparallel auszurichten versucht.
Die Magnetisierung bleibt dabei – im Gegensatz zur Néel-Wand – immer parallel zur Wandebene, d. h., die Magnetisierung dreht sich [[Helix|helikal]]. Dadurch zeigt die Magnetisierung der Bloch-Wand an der Materialoberfläche aus der Ebene heraus, und es entsteht ein magnetisches Streufeld, das z. B. über die [[Bittersche Streifen|bitterschen Streifen]] detektiert werden kann.

Die Größe der Weiss-Bezirke (Domänen) liegt meist unter 100 µm, und die Dicke der Bloch-Wände beträgt meist einige hundert [[Atomabstand|Atomabstände]].<ref>{{Literatur | Autor=Wolfgang Bergmann | Titel=Werkstofftechnik 2: Werkstoffherstellung - Werkstoffverarbeitung - Werkstoffanwendung | Verlag=Carl Hanser Verlag | Auflage=3 | Ort=München/Wien | Jahr=2002 | Seiten=573 | Online = {{Google Buch|BuchID=HJtJvi1aUfgC|Seite=573}}}}</ref> Die Bloch-Wände wären unendlich dick, wäre nicht die Energie der [[Magnetische Anisotropie|magnetischen Anisotropie]], zu deren Quadratwurzel die Dicke der Bloch-Wände umgekehrt proportional ist:

:<math>d_{BW} \sim \frac 1 \sqrt{E_A}</math>

Die Anisotropieenergie trägt bei, weil die Spins innerhalb der Bloch-Wand zum Großteil in schwere Magnetisierungsrichtungen weisen.

Bloch-Wände werden von [[Gitterfehler]]n, [[Korngrenze]]n, [[Inklusion (Mineralogie)|Einschlüssen]] oder inneren [[Spannung (Mechanik)|Spannungen]] am Ort gehalten. Ein [[hartmagnetischer Stoff]] hat viele Gitterfehler und behindert so die Bewegung der Bloch-Wände stark. Durch Anlegen eines äußeren Magnetfelds ändert sich die Position der Bloch-Wände sprunghaft – dies nennt man [[Magnetischer Barkhausen-Effekt|Barkhausen-Sprünge]].

== Verallgemeinerungen ==
Analog spricht man von Bloch-Linien bzw. Bloch-Punkten, wenn von einer Linie bzw. von einem Punkt ausgehend die Magnetisierung in [[Topologie (Mathematik)|topologisch]] nichttrivialer Weise von der Richtung abhängt.<ref>W. Döring: [https://pubs.aip.org/aip/jap/search-results?page=1&q=Point%20Singularities%20in%20Micromagnetism&fl_SiteID=1000029 ''Point Singularities in Micromagnetism''], J. Appl. Phys. 39, 1006 (1968).</ref> Andere topologische Verallgemeinerung werden als [[Skyrmion]]en bezeichnet.

== Literatur ==
* Hans Fischer: ''Werkstoffe in der Elektrotechnik.'' 2. Auflage, Carl Hanser Verlag, München Wien, 1982, ISBN 3-446-13553-7.
* [[Horst Stöcker]]: ''Taschenbuch der Physik.'' 4. Auflage, Verlag Harry Deutsch, Frankfurt am Main 2000, ISBN 3-8171-1628-4.
* Alex Hubert und Rudolf Schäfer: ''Magnetic Domains'', Berlin, Springer 2000, ISBN 3-540-64108-4 (sehr umfangreiches Kompendium)

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Normdaten|TYP=s|GND=4146014-5}}

[[Kategorie:Magnetismus]]
[[Kategorie:Festkörperphysik]]
[[Kategorie:Felix Bloch]]

[[en:Domain wall (magnetism)#Bloch wall]]

Bloch-Wand - Versionsgeschichte

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