Доменна структура феромагнетиків

З досліду відомо, що при термодинамічному стійкому стану макрозразка (мінімуму термодинамічному потенціалу) відповідає розмагнічений стан. Оскільки в протилежному випадку на поверхні зразка, як правило, утворюються магнітні полюси, що створюють розмагнічуюче поле з яким пов'язана велика додатня енергія. Таким чином, виникає тенденція розмагнічування скінченних зразків, хоча обмінні сили намагаються їх "намагнітити". В результаті відбувається розбиття феромагнітного зразка на макрообласті однакової намагніченості – феромагнітні домени. Теорія феромагнетизму якісно визначає розміри і форму доменів, які залежать від конкуренцій різних взаємодій всередені феромагнетика. Рівноважна структура доменів при має вигляд сукупності зв'язаних замкнених магнітних потоків всередині зразка.

Між доменами утворюються проміжні шари (стінки) кінцевої товщини, у яких вектор неперервно змінює свій напрямок від орієнтації, що відповідає вектору у одному домені, до орієнтації, що відповідає напрямку у сусідньому. На утворення цих стінок витрачається додатня енергія, але її величина по всьом у зразку менше енергії поля, яка виникла б у відсутності доменів. Товщина стінки визначається конкуренцією двох факторів. З одного боку, будь-який проміжний стан між станами стабільних доменів має підвищену енергію, тому перехідний шар повинен би мати мінімальну товщину. Але, з іншого боку, різкі зміни структури зразка енергетично невигідні.