Wie ändert sich die Koerzitivfeldstärke von Teilchen eines Ferromagneten, wenn man sie von einigen µm bis auf nm-Größe verkleinert?

Lösung: C. Sie wird in der Nähe des kritischen Durchmessers für Eindomänenteilchen maximal und geht bei weiterer Verkleinerung durch Superparamagnetismus gegen null

Große Teilchen enthalten viele Weiss-Bezirke, und ihre Magnetisierung kehrt sich durch Verschieben von Domänenwänden um, die schon in schwachen Feldern wandern; die Koerzitivfeldstärke ist daher klein. Verkleinert man die Teilchen, nimmt die Zahl der Wände ab, und unterhalb eines kritischen Durchmessers werden sie zu Eindomänenteilchen ohne Wände. Um die Magnetisierung eines Eindomänenteilchens umzukehren, muss die gesamte Magnetisierung gegen die magnetische Anisotropie gedreht werden; die Koerzitivfeldstärke wird daher in diesem Bereich maximal. Bei noch kleineren Teilchen wird die Energiebarriere der Umkehr KV klein gegenüber der thermischen Energie, die Magnetisierung kehrt sich thermisch von selbst um (Superparamagnetismus), und die Koerzitivfeldstärke geht gegen null. Die Koerzitivfeldstärke hängt nicht nur von der Anisotropie, sondern stark von Teilchengröße und Gefüge ab und ist daher nicht konstant; unterhalb des kritischen Durchmessers nimmt sie auch nicht weiter zu. Teilchen für magnetische Aufzeichnungsmedien werden zwischen dieser oberen und unteren Grenze ausgelegt.