Ֆերոէլեկտրիկ նյութերը. Ինչ են դրանք։

Ինչ են Ֆերոէլեկտրական Միջոցները?

Ֆերոէլեկտրական միջոցները միջոցներ են, որոնք ցուցադրում են ֆերոէլեկտրականություն։ Ֆերոէլեկտրականությունը միջոցի հնարավորությունն է ունենալ սպոնտան էլեկտրական բևեռացում։ Այս բևեռացումը կարող է հակառակ դիրքով փոխվել քանի որ կիրառվում է արտաքին էլեկտրական դաշտ (տե՛ս նկար 1-ը ստորև)։ Ֆերոէլեկտրականությունը (և հետևաբար ֆերոէլեկտրական միջոցները) հայտնաբերվել է Վալասեկի կողմից Ռոշել սոլուան 1921 թվականին։

Ֆերոէլեկտրական միջոցի բևեռացման հակառակ դիրքով փոփոխումը արտաքին էլեկտրական դաշտի կիրառմամբ կոչվում է «փոփոխում»։

Ֆերոէլեկտրական միջոցները կարող են պահպանել բևեռացումը նույնիսկ էլեկտրական դաշտը հեռացնելուց հետո։ Ֆերոէլեկտրական միջոցները ունեն որոշ նմանություններ այն հետ, որ ցուցադրում են պարmanent magnetic moment ֆերոմագնիսական միջոցներ։ Հիստերեզի ցիկլը գրեթե նույնն է երկու միջոցների համար։

Քանի որ կան նմանություններ, նախածանցը նույնն է երկու միջոցների համար։ Բայց բոլոր ֆերոէլեկտրական միջոցները չպետք է ունենան Ֆերո (ժապավեն)։

Բոլոր ֆերոէլեկտրական միջոցները ցուցադրում են պիեզոէլեկտրական էֆեկտ։ Այս միջոցների հակառակ հատկությունները երևում են անտիֆերոմագնիսական միջոցներում։

Ֆերոէլեկտրական Միջոցների Տեսություն

Ֆերոէլեկտրական միջոցի ազատ էներգիան Գինբուրգ-Լանդաու տեսության հիման վրա առանց արտաքին էլեկտրական դաշտ և ցանկացած կիրառված լարում կարող է գրվել Թեյլորի ընդլայնման տեսքով։ Այն գրվում է P (կարգավորման պարամետր) տերմիններով որպես

(եթե օգտագործվում է վեցերորդ կարգի ընդլայնում)
Px → բևեռացման վեկտորի x կոմպոնենտ
Py → բևեռացման վեկտորի y կոմպոնենտ
Pz → բևեռացման վեկտորի z կոմպոնենտ
αi, αij, αijk → գործակիցները պետք է հաստատուն լինեն կրիստալի սիմետրիայի հետ։
α0 > 0, α111> 0 → բոլոր ֆերոէլեկտրականների համար
α11< 0 → ֆերոէլեկտրականները առաջին կարգի փոփոխությամբ
α0 > 0 → ֆերոէլեկտրականները երկրորդ կարգի փոփոխությամբ

Ֆերոէլեկտրականներում տարբեր երևույթների և տիրույթների հետազոտման համար այս հավասարումները օգտագործվում են փուլային դաշտի մոդելում։

Նորմալ դեպքում դրանք օգտագործվում են ավելացնելով որոշ տերմիններ, ինչպիսիք են առաձգական տերմինը, գրադիենտ տերմինը և էլեկտրոստատիկ տերմինը այս ազատ էներգիայի հավասարմանը։

Սահմանափակումների հետ գծային առաձգականության և Գաուսի օրենքի հետ հավասարումները լուծվում են վերջավոր տարբերությունների մեթոդով։

Ֆերոէլեկտրականի ազատ բևեռացման խորանարդից տետրագոնալ փուլի փոփոխությունը կարող է ստացվել ազատ էներգիայի արտահայտությունից։

Այն ունի կրկնակի հորիզոնական պոտենցիալի բնույթ կրկու էներգիայի մինիմումներով P = ± Ps.
Ps → սպոնտան բևեռացում

Պարզեցնելով, բացառելով բացասական արմատը և փոխարինելով α11 = 0 ստանում ենք,

Բևեռացում և Հիստերեզի Ցիկլ

Առաջինը վերցնում ենք մի դիէլեկտրիկ միջոց և տրվում է պարագային էլեկտրական դաշտ։ Կարող ենք տեսնել, որ բևեռացումը կլինի միշտ համեմատական կիրառված դաշտին, նկար 2-ում ներկայացված։

Հաջորդը, երբ բևեռացնում ենք պարագային էլեկտրական միջոց, ստանում ենք ոչ գծային բևեռացում։ Այն կախված է դաշտից, ինչպես ցուցադրված է նկար 3-ում։