फेरोइलेक्ट्रिक सामग्री: वे क्या हैं?
फेरोइलेक्ट्रिक सामग्री क्या हैं?
फेरोइलेक्ट्रिक सामग्रियाँ फेरोइलेक्ट्रिसिटी प्रदर्शित करने वाली सामग्रियाँ होती हैं। फेरोइलेक्ट्रिसिटी सामग्री की स्वतः इलेक्ट्रिक पोलराइजेशन होने की क्षमता है। यह पोलराइजेशन बाह्य विद्युत क्षेत्र के विपरीत दिशा में लगाने से उलटी हो सकती है (नीचे चित्र 1)। फेरोइलेक्ट्रिसिटी (और इसलिए फेरोइलेक्ट्रिक सामग्रियाँ) 1921 में वालासेक द्वारा रोशेल साल्ट द्वारा खोजी गई थी।
बाह्य विद्युत क्षेत्र के द्वारा फेरोइलेक्ट्रिक सामग्री की ध्रुवता को उलटने को "स्विचिंग" कहा जाता है।
फेरोइलेक्ट्रिक सामग्रियाँ विद्युत क्षेत्र हटाने के बाद भी पोलराइजेशन बनाए रख सकती हैं। फेरोइलेक्ट्रिक सामग्रियाँ फेरोमैग्नेटिक सामग्रियों के साथ कुछ समानताएं रखती हैं, जो अनुप्रस्थ चुंबकीय क्षण प्रदर्शित करती हैं। हिस्टेरीसिस लूप दोनों सामग्रियों के लिए लगभग एक सा होता है।
क्योंकि समानताएं हैं, दोनों सामग्रियों के लिए प्रीफिक्स एक सा है। लेकिन सभी फेरोइलेक्ट्रिक सामग्रियों में फेरो (लोहा) होना आवश्यक नहीं है।
सभी फेरोइलेक्ट्रिक सामग्रियाँ पाईजोइलेक्ट्रिक प्रभाव प्रदर्शित करती हैं। इन सामग्रियों के विपरीत गुण एंटीफेरोमैग्नेटिक सामग्रियों में देखे जाते हैं।
फेरोइलेक्ट्रिक सामग्रियों का सिद्धांत
जिनबर्ग-लांडौ सिद्धांत के आधार पर फेरोइलेक्ट्रिक सामग्री की स्वतंत्र ऊर्जा, बिना विद्युत क्षेत्र और किसी लगाए गए तनाव के बिना, टेलर विस्तार के रूप में लिखी जा सकती है। इसे P (आदेश पैरामीटर) के रूप में लिखा जाता है
(यदि छठी-क्रम विस्तार का उपयोग किया जाता है)
Px → पोलराइजेशन वेक्टर का घटक, x
Py → पोलराइजेशन वेक्टर का घटक, y
Pz → पोलराइजेशन वेक्टर का घटक, z
αi, αij, αijk → गुणांक क्रिस्टल सममिति के साथ स्थिर होने चाहिए।
α0 > 0, α111> 0 → सभी फेरोइलेक्ट्रिक्स के लिए
α11< 0 → पहले-क्रम रुपांतरण वाले फेरोइलेक्ट्रिक्स
α0 > 0 → द्वितीय-क्रम रुपांतरण वाले फेरोइलेक्ट्रिक्स
फेरोइलेक्ट्रिक्स में विभिन्न घटनाओं और डोमेन गठन की जांच के लिए, इन समीकरणों का फेज-फील्ड मॉडल में उपयोग किया जाता है।
आमतौर पर, इस स्वतंत्र ऊर्जा समीकरण में कुछ शब्दों जैसे एलास्टिक शब्द, ग्रेडिएंट शब्द, और इलेक्ट्रोस्टैटिक शब्द को जोड़कर इसका उपयोग किया जाता है।
समीकरणों को लिनियर इलास्टिसिटी और गॉस के नियम के विनियमों के अनुसार फाइनाइट डिफरेंस विधि द्वारा हल किया जाता है।
फेरोइलेक्ट्रिक की स्वतः पोलराइजेशन के घन से चतुष्फलकीय चरण रुपांतरण को स्वतंत्र ऊर्जा के लिए अभिव्यक्ति से प्राप्त किया जा सकता है।
इसमें दोहरी ऊर्जा की न्यूनतम ऊर्जा P = ± Ps. पर दोहरे ऊर्जा की न्यूनतम ऊर्जा का विशेष दोहरा गहरा पोटेंशियल होता है।
Ps → स्वतः पोलराइजेशन
सरलीकरण, ऋणात्मक मूल को हटाने, और α11 = 0 रखने से, हमें मिलता है,
पोलराइजेशन और हिस्टेरीसिस लूप
पहले, हम एक डाइएलेक्ट्रिक सामग्री लेते हैं, और एक परिधीय विद्युत क्षेत्र दिया जाता है। हम देख सकते हैं कि पोलराइजेशन हमेशा लगाए गए क्षेत्र के सीधे अनुपाती होगा, जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है।
अगला, जब हम एक पैराइलेक्ट्रिक सामग्री को पोलराइज करते हैं, तो हमें गैर-रैखिक पोलराइजेशन मिलता है। हालांकि, यह क्षेत्र का एक फंक्शन है, जैसा कि चित्र 3 मे
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