Antiferroelectriciteit

Dit is een fysieke eigenschap die gepaard gaat met antiferro-elektrische materialen. Deze materialen hebben ionen die zich kunnen polariseren zonder externe veld (spontane polarisatie). Hierdoor zijn de dipolen geordend of gerangschikt met een afwisselende oriëntatie. Dat wil zeggen, aangrenzende lijnen zullen in tegengestelde richting staan. Elektrisch veld veroorzaakt een faseovergang in deze materialen. Deze faseovergang veroorzaakt grote patroonspanning en energieverandering. Antiferro-elektriciteit is sterk verbonden met ferro-elektriciteit. Ze contrasteren met elkaar. Dus moeten we weten dat ferro-elektriciteit ook een fysieke eigenschap is die snel polariseert. Door de richting van het toegepaste veld te variëren, kunnen we de richting van de polarisatie omkeren. Het verschil is dus de richting van de dipolen na polarisatie. De eerste zal anti-parallel uitlijnen en de laatste zal in dezelfde richting uitlijnen. De antiferro-elektrische eigenschap is stabieler dan de ferro-elektrische eigenschap in een eenvoudig kubisch patroon.

De totale macroscopische spontane polarisatie in antiferro-elektrische materialen is nul. De reden hiervoor is dat de dichtstbijzijnde dipolen elkaar opheffen. Deze eigenschap kan verschijnen of verdwijnen, afhankelijk van verschillende parameters. De parameters zijn extern veld, druk, groeimethode, temperatuur, enz. De antiferro-elektrische eigenschap is niet piezo-elektrisch. Dat wil zeggen dat er geen verandering is in de mechanische eigenschappen van het materiaal door het toepassen van een extern veld. Deze materialen hebben meestal een hoge diëlektrische constante. De dipooloriëntatie van dit materiaal is vergelijkbaar met het schaakbordpatroon dat hieronder wordt getoond.

Voorbeelden van antiferro-elektrische materialen zijn als volgt

• PbZrO3 (Loodzircoonaat)

• NH4H2PO4 (ADP: Ammoniumdihydrogenfosfaat)

• NaNbO3(Natriumniobaat)

Antiferro-elektriciteit en Temperatuur

De antiferro-elektrische eigenschap verdwijnt boven een bepaalde temperatuur. Dit kunnen we noemen als de Curie-temperatuur van antiferro-elektriciteit. De materialen en hun Curie-temperaturen worden weergegeven in Tabel nummer 1. De diëlektrische constante (relatieve permittiviteit) kleiner en groter dan deze Curie-temperatuur is onderzocht. Dit is gedaan voor zowel eerste- als tweede-orde transitie. Bij de tweede-orde transitie is de diëlektrische constante continu over de hele Curie-temperatuur. In beide gevallen mag de diëlektrische constante niet erg hoog zijn.

Dubbele Hysterese Lus

De hysterese lus van een perfect antiferro-elektrisch materiaal kan worden getekend zoals hieronder in Figuur 2 wordt weergegeven. De omkering van de spontane polarisatie van deze materialen geeft dubbele hysterese lussen. Het externe veld dat wordt toegepast is een laagfrequent AC-veld.

Toepassing van Antiferro-elektriciteit

• Supercondensatoren

• MEMS-toepassingen

• Gebruikt in integratie met ferromagnetische materialen

• Apparaten voor hoge energieopslag

• Fotonische toepassingen

• Vloeibare kristallen, enz.

Verklaring: Respecteer het origineel, goede artikelen zijn de moeite waard om te delen, bij inbreuk contact opnemen voor verwijdering.