Cineálacha Feairgeach: Cad iad?

Cad é Mhaítreáil Ferroelectric?

Is maítreáil iad na mhaítreáil ferroelectric a léiríonn feirleolectricacht. Is é feirleolectricacht an cumas ag an t-mhaíreál bheith le polaíocht leictreach spontáiní. Is féidir an polaíocht seo a chur ar ais trí an t-iarratas de réir réimse leictreach sa treo comhairleach (lúidín 1 thíos). Fuair Valasek airdeall ar feirleolectricacht (agus mar sin ar mhaítreáil feirleolectric) ó rothar salainne Rochelle i 1921.

Tugtar "switching" ar athrú an pholaíochta i mhaíreál feirleolectric trí an t-iarratas de réir réimse leictreach seachtrach.

Is féidir le mhaítreáil feirleolectric an pholaíocht a choimeád fiú nuair a bhaintear an réimse leictreach. Tá roinnt cosúlachtaí idir mhaítreáil ferromagnetic, a léiríonn moméad leictreach cothrom. Tá an loop hysteresis beagnach an-chosúil do dhá mhaíreál.

Maidir leis na cosúlachtaí, is an príomhfhocal céanna do dhá mhaisiú. Ach ní gá go mbeadh Feir (iarn) ag gach mhaíreál feirleolectric.

Léiríonn gach mhaíreál feirleolectric an t-ionchur piezoelectric. Léirítear na hairíonna contrártha ag mhaítreáil antiferromagnetic.

Theoiric Mhaítreála Feirleolectric

Is féidir an energa saor mhaíreála feirleolectric bunaithe ar theoiric Ginburg-Landau gan réimse leictreach nó aon strus áirithe a scríobh mar eispansáil Taylor. Scríobhtar sé i dteoirm P (ordparáiméadar) mar

(má úsáidtear eispansáil sásta)
Px → ciorcal polaíochta, x
Py → ciorcal polaíochta, y
Pz → ciorcal polaíochta, z
αi, αij, αijk → caighdeáin a bhfuil siad constant le simetracht an chruthail.
α0 > 0, α111> 0 → do gach feirleolectric
α11< 0 → feirleolectric le tránsáil chéad-ord
α0 > 0 → feirleolectric le tránsáil dara-ord

Úsáidtear na cothromóidí seo i modh réimse fásach chun éagsúlacha agus fórmáil réigiúnach i feirleolectric a fhiosrú.

Ginearálta, úsáidtear é trí teirmeanna a chur leis an chomhordanáil saor-energa seo, mar shampla, téarma élastach, téarma gradam, agus téarma leictreostátach.

Réitear na cothromóidí seo trí an modh difríochta éiginn, faoi réir conspéideanna linear elasticity agus Gauss’s law.

Is féidir tránsáil ó chuboid go dtetragonal polaíochta spontáiní feirleolectric a fháil ón abairt don energa saor.

Tá a charachtar mar dual well potential le dhá uileann enercha ag P = ± Ps.
Ps → polaíocht spontáiní

Tríd an gcúrsa a shimpliú, an fréamh neamhdhianach a scrios, agus in ionad α11 = 0 a chur, faightear,

Polaíocht agus Loop Hysteresis

Ar dtús, glacfaimid mhaíreál dielectric, agus tugtar réimse leictreach perifereach. Fheicfimid gur i gcónaí go mbeidh an polaíocht díreach coibhneasta leis an réimse áirithe, a léirítear i lúidín 2.

Anois, nuair a dhéanfaimid paraelectric material a pholaíocht, fheicfimid polaíocht neamhdhianach. Ach tá sé mar fheidhm den réimse, mar a léirítear i lúidín 3.

Anois, glacfaimid mhaíreál feirleolectric, agus tugtar réimse leictreach dó. Fheicfimid polaíocht neamhdhianach.

Léiríonn sé polaíocht spontáiní neamh-dhianach gan réimse perifereach.

Fheicfimid freisin go mbeidh an treo polaíochta in ann a athrú trí athrú treo an réimse leictreach áirithe.

Mar sin, is féidir linn a rá go mbeidh an polaíocht ina dhépende ar an stáit reatha agus ar an stáit roimhe seo den réimse leictreach. Faightear an loop hysteresis mar a léirítear i lúidín 4.