Ferokristali materijali: Šta su to?

Šta su feroelektrični materijali?

Feroelektrični materijali su materijali koji pokazuju feroelektričnost. Feroelektričnost je sposobnost materijala da ima spontanu električnu polarizaciju. Ova polarizacija može biti obrnuta primenom vanjskog električnog polja u suprotnom smeru (slika 1 ispod). Feroelektričnost (i stoga feroelektrični materijali) otkrivena je 1921. godine Valasekom na Rochelle soji.

Obrtanje polariteta feroelektričnog materijala pomoću primene vanjskog električnog polja naziva se "prebacivanje".

Feroelektrični materijali mogu održavati polarizaciju čak i nakon što se ukloni električno polje. Feroelektrični materijali imaju neke sličnosti sa feromagnetskim materijalima, koji pokazuju permanentan magnetni moment. Histeretski krug je skoro isti za oba materijala.

Pošto postoje sličnosti, prefiks je isti za oba materijala. Međutim, svi feroelektrični materijali ne moraju sadržati željezo (fero).

Svi feroelektrični materijali pokazuju piezoelektrični efekat. Suprotne osobine ovih materijala vidljive su u antiferomagnetskim materijalima.

Teorija feroelektričnih materijala

Slobodna energija feroelektričnog materijala bazirana na Ginburg-Landau teoriji bez električnog polja i bilo kakvog primenjenog napona može se napisati kao Taylorova ekspanzija. Napisana je u terminima P (parametar redosleda) kao

(ako se koristi šestoporedna ekspanzija)
Px → komponenta vektora polarizacije, x
Py → komponenta vektora polarizacije, y
Pz → komponenta vektora polarizacije, z
αi, αij, αijk → koeficijenti treba da budu konstantni sa simetrijom kristala.
α0 > 0, α111> 0 → za sve feroelektrike
α11< 0 → feroelektrici sa prvorednim prelazom
α0 > 0 → feroelektrici sa drugorednim prelazom

Za istraživanje različitih fenomena i formiranje domena u feroelektrikama, ove jednačine se koriste u faznom modelu.

Obično, koriste se dodavanjem nekih termina, poput elastičnog term