Ferroelektrilised materjalid: Mida need on?

Mis on ferroelektrilised materjalid?

Ferroelektrilised materjalid on materjalid, mis näitavad ferroelektriilisust. Ferroelektriilisus on materjali võime omada spontaantset elektrilist polariseerumist. Seda polariseerumist saab pööra vahetult rakendatava elektrivälja vastasuvõrra (vt ka allpool olevat joonist 1). Ferroelektriilisuse (ja seega ferroelektriliste materjalide) avastas Valasek 1921. aastal Rochelle soola kaudu.

Ferroelektrilise materjali polaaruse pööramine rakendatava elektrivälja abil nimetatakse "lülitiimiseks".

Ferroelektrilised materjalid suudavad säilitada polariseerumist isegi siis, kui elektriväli eemaldatakse. Ferroelektrilised materjalid on sarnased ferromagnetiliste materjalidega, mis näitavad jätkuvat magnetmõõtu. Hüsteereesisilm on mõlemale materjalile peaaegu sama.

Kuna sarnasused eksisteerivad, on eesliide mõlemale materjalile sama. Kuid kõik ferroelektrilised materjalid ei pea sisaldama roha (raut).

Kõik ferroelektrilised materjalid näitavad piezoelktrilist efekti. Nende materjalide vastandlikud omadused on nähtavad antiferromagnetilistes materjalides.

Ferroelektriliste materjalide teooria

Ferroelektrilise materjali vaba energia Ginburgi-Landaui teooria põhjal ilma elektriväljata ja igal rakendatava pingeta kirjutatakse Taylori laiendamisel. See kirjutatakse P (järjestuse parameeter) kaudu nii:

(kui kasutatakse kuue järku laiendamist)
Px → polariseerumise vektori komponent, x
Py → polariseerumise vektori komponent, y
Pz → polariseerumise vektori komponent, z
αi, αij, αijk → koefitsiendid peaksid olema konstantne krüstalite sümmetriaga.
α0 > 0, α111> 0 → kõigile ferroelektrilistele materjalidele
α