Antiferroelectricidad

Esta es una propiedad física asociada con los materiales antiferroeléctricos. En realidad, estos son materiales que tienen iones que pueden polarizarse sin un campo externo (polarización espontánea). Como resultado, los dipolos están ordenados o dispuestos con orientación alternante. Es decir, las líneas adyacentes estarán en dirección antiparalela. El campo eléctrico causa una transición de fase en estos materiales. Esta transición de fase provoca una gran deformación y un cambio de energía. La antiferroelectricidad está estrechamente relacionada con la ferroelectricidad. Se contraponen entre sí. Por lo tanto, debemos saber que la ferroelectricidad también es una propiedad física que se polariza rápidamente. Al variar la dirección del campo aplicado, podemos invertir la dirección de la polarización. Entonces, la diferencia es la dirección de los dipolos después de la polarización. Los primeros se alinearán en dirección antiparalela y los segundos se alinearán en la misma dirección. La propiedad antiferroeléctrica es más estable que la propiedad ferroeléctrica en un patrón cúbico simple.

La polarización espontánea macroscópica total en el material antiferroeléctrico es cero. La razón es que los dipolos más cercanos se anulan entre sí. Esta propiedad puede surgir o desaparecer dependiendo de varios parámetros. Los parámetros son el campo externo, la presión, el método de crecimiento, la temperatura, etc. La propiedad antiferroeléctrica no es piezoeléctrica. Es decir, no hay cambio en el carácter mecánico del material por la aplicación de un campo externo. Estos materiales suelen tener una constante dieléctrica alta. La orientación de los dipolos de este material es similar al patrón de un tablero de ajedrez, como se muestra a continuación.

Los ejemplos de materiales antiferroeléctricos son los siguientes

• PbZrO3 (Zirconato de plomo)

• NH4H2PO4 (ADP: Fosfato de amonio dihidrógeno)

• NaNbO3(Nióbato de sodio)

Antiferroelectricidad y Temperatura

La propiedad antiferroeléctrica desaparecerá por encima de una temperatura particular. A esto se le puede llamar punto de Curie antiferroeléctrico. Los materiales y sus temperaturas de Curie se muestran en la Tabla n.º 1. Se ha investigado la constante dieléctica (permisividad relativa) menor y mayor que este punto de Curie. Esto se ha hecho tanto para la transición de primer orden como para la de segundo orden. En la transición de segundo orden, la constante dieléctica es continua a lo largo del punto de Curie. En ambos casos, la constante dieléctica no debe ser muy alta.

Bucle de Histeresis Doble

El bucle de histeresis de un material antiferroeléctrico perfecto se puede dibujar como se muestra en la Figura 2 a continuación. La inversión de la polarización espontánea de estos materiales da lugar a bucles de histeresis dobles. El campo externo aplicado es un campo AC de baja frecuencia.

Aplicaciones de la Antiferroelectricidad

• Supercapacitores

• Aplicaciones MEMS

• Usados en integración con materiales ferromagnéticos

• Dispositivos de almacenamiento de alta energía

• Aplicaciones fotónicas

• Cristales líquidos, etc.

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