ফেরোইলেকট্রিক পদার্থ: তারা কী?

ফেরোইলেকট্রিক পদার্থ কী?

ফেরোইলেকট্রিক পদার্থগুলি ফেরোইলেকট্রিসিটি দেখায়। ফেরোইলেকট্রিসিটি হল পদার্থের স্বতন্ত্র ইলেকট্রিক পোলারাইজেশন থাকার ক্ষমতা। এই পোলারাইজেশনটি বিপরীত দিকে একটি বাহ্যিক ইলেকট্রিক ফিল্ড প্রয়োগ করে উল্টানো যায় (নিম্নে চিত্র ১)। ১৯২১ সালে ভালাসেক রোচেল সল্ট দ্বারা ফেরোইলেকট্রিসিটি (এবং ফেরোইলেকট্রিক পদার্থ) আবিষ্কার করেন।

একটি ফেরোইলেকট্রিক পদার্থের পোলারিটি বিপরীত দিকে উল্টানোর প্রক্রিয়াকে "সুইচিং" বলা হয়।

ফেরোইলেকট্রিক পদার্থগুলি ইলেকট্রিক ফিল্ড সরানোর পরেও পোলারাইজেশন ধরে রাখতে পারে। ফেরোইলেকট্রিক পদার্থগুলির কিছু সাদৃশ্য রয়েছে ফেরোম্যাগনেটিক পদার্থগুলি-এর সাথে, যারা স্থায়ী চৌম্বকীয় মোমেন্ট প্রকাশ করে। হিস্টেরিসিস লুপ উভয় পদার্থের জন্য প্রায় একই রকম।

অনুরূপতার কারণে, উভয় পদার্থের জন্য প্রেফিক্স একই। কিন্তু সমস্ত ফেরোইলেকট্রিক পদার্থে ফেরো (লোহা) থাকতে হবে না।

সমস্ত ফেরোইলেকট্রিক পদার্থ পাইজোইলেকট্রিক প্রভাব প্রদর্শন করে। এই পদার্থগুলির বিপরীত বৈশিষ্ট্যগুলি অ্যান্টিফেরোম্যাগনেটিক পদার্থে দেখা যায়।

ফেরোইলেকট্রিক পদার্থের তত্ত্ব

জিনবার্গ-ল্যান্ডাউ তত্ত্ব অনুসারে, কোনো ইলেকট্রিক ফিল্ড এবং কোনো প্রয়োগকৃত চাপ ছাড়া ফেরোইলেকট্রিক পদার্থের মুক্ত শক্তিকে টেইলর বিস্তৃতির মাধ্যমে লিখা যায়। এটি P (ক্রম পরিমাণ) এর মাধ্যমে লেখা হয়:

(যদি ষষ্ঠ-ক্রম বিস্তৃতি ব্যবহার করা হয়)
Px → পোলারাইজেশন ভেক্টরের x উপাদান
Py → পোলারাইজেশন ভেক্টরের y উপাদান
Pz → পোলারাইজেশন ভেক্টরের z উপাদান
αi, αij, αijk → কোয়ান্টাম সিমেট্রির সাথে ধ্রুবক হওয়া উচিত।
α0 > 0, α111> 0 → সমস্ত ফেরোইলেকট্রিকের জন্য
α11< 0 → প্রথম-ক্রম রূপান্তরের ফেরোইলেকট্রিক
α0 > 0 → দ্বিতীয়-ক্রম রূপান্তরের ফেরোইলেকট্রিক

ফেরোইলেকট্রিকের বিভিন্ন ঘটনা এবং ডোমেইন গঠন পর্যবেক্ষণের জন্য, এই সমীকরণগুলি ফেজ-ফিল্ড মডেলে ব্যবহৃত হয়।

সাধারণত, এই মুক্ত শক্তি সমীকরণে কিছু পদ যেমন এলাস্টিক পদ, গ্রেডিয়েন্ট পদ, এবং ইলেকট্রোস্ট্যাটিক পদ যোগ করে ব্যবহৃত হয়।

সসীম পার্থক্য পদ্ধতি ব্যবহার করে, সমীকরণগুলি লিনিয়ার ইলাস্টিসিটি এবং গাউসের সূত্রের সীমাবদ্ধতার উপর ভিত্তি করে সমাধান করা হয়।

একটি ফেরোইলেকট্রিকের স্বতন্ত্র পোলারাইজেশনের ঘন থেকে চতুর্ভুজ ফেজ রূপান্তর মুক্ত শক্তির প্রকাশ থেকে পাওয়া যায়।

এটি P = ± Ps এ ডাবল এনার্জি মিনিমায় দ্বিগুণ ট্রান্সফার্মেশন প্রকাশ করে।
Ps → স্বতন্ত্র পোলারাইজেশন

সরলীকরণ করে, নেগেটিভ রুট বাদ দিয়ে এবং α11 = 0 বসিয়ে পাই,

পোলারাইজেশন এবং হিস্টেরিসিস লুপ

প্রথমে, আমরা একটি ডাইইলেকট্রিক পদার্থ নেই, এবং একটি প্রান্তিক ইলেকট্রিক ফিল্ড দেওয়া হয়। আমরা দেখতে পাই যে, পোলারাইজেশন সর্বদা প্রয়োগকৃত ফিল্ডের সাথে সরাসরি সমানুপাতিক হবে, যা চিত্র ২-এ দেখানো হয়েছে।

<