Antiferroélectricité

Il s'agit d'une propriété physique associée aux matériaux antiferroélectriques. En réalité, ce sont des matériaux dont les ions peuvent se polariser sans champ externe (polarisation spontanée). Par conséquent, les dipôles sont ordonnés ou disposés avec une orientation alternée. C'est-à-dire que les lignes adjacentes seront dans une direction antiparallèle. Le champ électrique provoque une transition de phase dans ces matériaux. Cette transition de phase cause une grande déformation de motif et un changement d'énergie. L'antiferroélectricité est fortement liée à la ferroélectricité. Elles sont en contraste l'une avec l'autre. Il faut donc savoir que la ferroélectricité est également une propriété physique qui se polarise rapidement. En modifiant la direction du champ appliqué, on peut inverser la direction de la polarisation. Ainsi, la différence réside dans la direction des dipôles après polarisation. Les premiers seront alignés antiparallèlement et les seconds seront alignés dans la même direction. La propriété antiferroélectrique est plus stable que la propriété ferroélectrique dans un motif cubique simple.

La polarisation spontanée macroscopique totale dans un matériau antiferroélectrique est nulle. La raison est que les dipôles les plus proches s'annulent mutuellement. Cette propriété peut apparaître ou disparaître selon divers paramètres. Ces paramètres sont le champ externe, la pression, la méthode de croissance, la température, etc. La propriété antiferroélectrique n'est pas piézoélectrique. Cela signifie qu'il n'y a pas de changement dans le caractère mécanique du matériau par l'application d'un champ externe. Ces matériaux ont généralement une constante diélectrique élevée. L'orientation des dipôles de ce matériau est similaire au motif d'un échiquier, comme illustré ci-dessous.

Les exemples de matériaux antiferroélectriques sont les suivants :

• PbZrO3 (Zirconate de plomb)

• NH4H2PO4 (ADP : Phosphate d'ammonium dihydrogène)

• NaNbO3 (Niobate de sodium)

L'antiferroélectricité et la température

La propriété antiferroélectrique disparaît au-dessus d'une certaine température. On peut appeler cela le point de Curie antiferroélectrique. Les matériaux et leurs températures de Curie sont indiqués dans le tableau no. 1. La constante diélectrique (permittivité relative) inférieure et supérieure à ce point de Curie a été étudiée. Cela a été fait pour les transitions de premier et de second ordre. Dans la transition de second ordre, la constante diélectrique est continue tout au long du point de Curie. Dans les deux cas, la constante diélectrique ne doit pas être très élevée.

Boucle d'hystérésis double

La boucle d'hystérésis d'un matériau antiferroélectrique parfait peut être dessinée comme illustré dans la figure 2 ci-dessous. L'inversion de la polarisation spontanée de ces matériaux donne des boucles d'hystérésis doubles. Le champ externe appliqué est un champ AC de basse fréquence.

Applications de l'antiferroélectricité

• Supercapacités

• Applications MEMS

• Utilisé en intégration avec matériaux ferromagnétiques

• Dispositifs de stockage d'énergie haute densité

• Applications photoniques

• Cristaux liquides, etc.

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