Zur Theorie der zweiphasigen Domänenstrukturen in Supraleitern und Ferromagneten

Abstract

Die Bereichsstrukturen in supraleitenden sowie einachsigen ferromagnetischen Platten unendlicher Ausdehnung werden theoretisch untersucht. Charakteristisch fur diese Domanenstrukturen ist, das die Bereiche im allgemeinen von der Plattenmitte zur Oberflache hin in einer komplizierten Weise aufgespalten, derart. das — besonders bei dicken Kristallen — die Bereichsweite an der Oberflache viel kleiner als diejenige im Innern ist. Dieses Ver-halten wird mit hilfe eines neuartigen Energieansatzes abgeleitet, in den wesentlich eine mittlere. stetig veranderliche Bereichsweite eingeht. Entscheidend sind drei fur das jeweilige Material zu bestimmende Energieparameter, namlich eine Wandenergie, eine Oberflachenabschlusenergie und eine Feldenergie im Inneren der Probe. Diese Parameter wer-den sowohl fur ferromagnetische als auch fur supraleitende Proben angegeben. Mit ihrer Kenntnis ist es dann auf Grund der Rechnung moglich, die Bereichsweite in ihrem Verlauf von der Probenmitte zur Oberflache als Funktion der Dicke der Probe, der Temperatur oder der Grose eines auseren Feldes vorherzusagen. The domain structures in superconducting as well as in uniaxial ferromagnetic plates of infinite dimensions are investigated theoretically. It is characteristic of these domain structures that, in general, the domains split from the centres of the plates towards the surfaces in a complicated manner. Consequently the domain width at the surface turns out to be much smaller than in the interior. This behaviour is derived with the aid of an energy expression which essentially involves a steadily varying average domain width. Three parameters govern this behaviour namely wall energy, surface energy of closure, and internal field energy. They depend upon the geometry and material of the sample and are given for both ferromagnetic and superconducting specimens. Knowing these parameters the calculations give the domain width at the centre of the specimen as well as at the surface as a function of specimen thickness, temperature or the magnitude of an external field.