Antiferroelektricitet

Felt: Grundlæggende elektricitet

China

Dette er en fysisk egenskab forbundet med antiferroelektriske materialer. Disse er materialer, der har ioner, som kan polarisere uden ekstern felt (spontan polarisation). Derfor er dipoler ordnet eller arrangeret med alternativ retning. Det vil sige, at nabo-linjer vil være i modsat parallel retning. Elektrisk felt forårsager fasetransition i disse materialer. Denne fasetransition forårsager store mønsterdeformationer og energiændringer. Antiferroelektricitet er tæt forbundet med ferroelektricitet. De står i kontrast til hinanden. Så vi skal vide, at ferroelektricitet også er en fysisk egenskab, der polariserer hurtigt. Ved at variere retningen af det anvendte felt kan vi invertere polarisationsretningen. Så forskellen er retningen af dipolerne efter polarisation. Den første vil være i modsat parallel retning, mens den anden vil være i samme retning. Antiferroelektrisk egenskab er mere stabil end ferroelektrisk egenskab i et plain kubisk mønster.

Den samlede makroskopiske spontane polarisation i antiferroelektriske materialer er nul. Grunden er, at de nærmeste dipoler neutraliserer hinanden. Denne egenskab kan opstå eller forsvinde afhængigt af forskellige parametre. Parametrene er eksternt felt, tryk, vækstmåde, temperatur osv. Antiferroelektrisk egenskab er ikke piezoelektrisk. Det betyder, at der ikke er nogen ændring i materialets mekaniske karakter ved anvendelse af eksternt felt. Disse materialer har normalt en høj dielektrisk konstant. Dipolorienteringen af dette materiale ligner skakbrættets mønster, som vist nedenfor.

Eksempler på antiferroelektriske materialer er følgende:

PbZrO3 (Bly zirconat)
NH4H2PO4 (ADP: Ammonium dihydrogen fosfat)
NaNbO3(Natrium niobat)

Antiferroelektricitet og temperatur

Antiferroelektrisk egenskab forsvinder over en bestemt temperatur. Dette kan vi kalde for antiferroelektrisk Curiepunkt. Materialerne og deres Curietemperatur vises i tabel nummer 1. Dielektrisk konstant (relativ permittivitet) under og over dette Curiepunkt er undersøgt. Dette er gjort for både første- og andenordens transition. I andenordens transition er dielektrisk konstant kontinuerlig gennem hele Curiepunktet. I begge tilfælde bør dielektrisk konstant ikke være meget høj.

Dobbelt hystereseloop

Hystereseloopen for et perfekt antiferroelektrisk materiale kan tegnes som vist i figur 2 nedenfor. Omvendelsen af de spontane polarisationer af disse materialer giver dobbelte hystereselooper. Det eksterne felt, der anvendes, er et lavfrekvent AC-felt.