Domaine de Weiss

Les domaines de Weiss (du nom du physicien Pierre Weiss) sont les plus petits domaines microscopiques continus d'un matériau ferromagnétique contenant une aimantation homogène, c'est-à-dire pour laquelle tous les spins sont orientés dans une direction donnée (avec des sens parallèles ou antiparallèles).

Description

À l'intérieur d'un échantillon, plusieurs domaines de Weiss peuvent coexister. Ces domaines sont séparés par des parois de Bloch à l'intérieur desquelles les orientations de spin tournent progressivement, ce qui permet d'accommoder la discontinuité d'orientation magnétique d'un domaine à l'autre. Les domaines de Weiss sont en nombre et en organisation tels qu'ils minimisent l'énergie d'interaction de l'échantillon avec le champ magnétique extérieur, en permettant la fermeture de toutes les lignes de champ à l'intérieur de la substance.

La taille et le nombre des domaines de Weiss à l'intérieur d'un échantillon sont ainsi donnés par un équilibre énergétique entre :

• l'énergie d'anisotropie, due au fait que les spins à l'intérieur des parois ne sont plus orientés selon les directions cristallographiques d'aimantation facile. Cette énergie augmente avec l'épaisseur de la paroi ;
• l'énergie d'échange entre les domaines de Weiss, due aux directions d'aimantation différentes entre deux domaines contigus, qui diminue avec l'épaisseur de la paroi.

Représentant très schématique de l'évolution des domaines de Weiss avec un champ magnétique extérieur croissant dans un matériau ferromagnétique

Références et sources

• L. Couture et R. Zitoun, Physique statistique, Ellipses, Paris, 1992
• Charles Kittel (trad. Nathalie Bardou, Évelyne Kolb), Physique de l’état solide [« Solid state physics »] [détail des éditions] 
• J.-P. Pérez, R. Carles et R. Fleckinger, Électromagnétisme. Fondements et applications, 3^e édition, Masson, coll. « Enseignement de la Physique », Paris, 1997
• Neil W. Ashcroft, N. David Mermin, Physique des solides [détail des éditions]