Τι είναι η σιδηροηλεκτρική ουσία;

Μια σιδηροηλεκτρική ουσία είναι ένα υλικό που παρουσιάζει αυθόρμητη ηλεκτρική πόλωση, που σημαίνει ότι έχει μόνιμη ηλεκτρική διπολική στιγμή ακόμη και ελλείψει εξωτερικού ηλεκτρικού πεδίου. Αυτή η πόλωση μπορεί να αντιστραφεί εφαρμόζοντας ένα εξωτερικό ηλεκτρικό πεδίο, μια ιδιότητα ανάλογη με τη συμπεριφορά των σιδηρομαγνητικών υλικών με τις μαγνητικές περιοχές τους.

Ακολουθεί μια ανάλυση των βασικών χαρακτηριστικών:

αυθόρμητη πόλωση:

* Τα σιδηροηλεκτρικά υλικά έχουν μια μοναδική κρυσταλλική δομή που επιτρέπει τη μετατόπιση των ιόντων, δημιουργώντας μια εσωτερική ηλεκτρική διπολική στιγμή. Αυτή η πόλωση υπάρχει ακόμη και χωρίς εξωτερικό ηλεκτρικό πεδίο.

αναστρέψιμη πόλωση:

* Σε αντίθεση με τα συνηθισμένα διηλεκτρικά, όπου η πόλωση προκαλείται από ένα εξωτερικό πεδίο, τα σιδηροηλεκτρικά υλικά μπορούν να μετατραπούν μεταξύ διαφορετικών καταστάσεων πόλωσης εφαρμόζοντας ένα ηλεκτρικό πεδίο. Η κατεύθυνση της πόλωσης μπορεί να αναστραφεί αντιστρέφοντας το πεδίο.

βρόχος υστέρησης:

* Η σχέση μεταξύ του ηλεκτρικού πεδίου και της πόλωσης σε σιδηροηλεκτρικό υλικό είναι μη γραμμική και παρουσιάζει βρόχο υστέρησης. Αυτός ο βρόχος δείχνει τη συμπεριφορά του υλικού όταν υποβάλλεται σε ένα διαφορετικό ηλεκτρικό πεδίο.

Εφαρμογές:

* Τα σιδηροηλεκτρικά υλικά έχουν ποικίλες εφαρμογές σε ηλεκτρονικά και τεχνολογία, όπως:

* ΜΗ πτητική μνήμη: Η δυνατότητα μεταγωγής των καταστάσεων πόλωσης επιτρέπει τη χρήση σε μνήμη τυχαίας προσπέλασης σιδηροηλεκτρικής τυχαίας πρόσβασης (FERAM).

* Αισθητήρες: Η ευαισθησία τους στα ηλεκτρικά πεδία τους καθιστά κατάλληλη για χρήση σε αισθητήρες για πίεση, θερμοκρασία και επιτάχυνση.

* πιεζοηλεκτρικά: Πολλά σιδηροηλεκτρικά υλικά είναι επίσης πιεζοηλεκτρικά, πράγμα που σημαίνει ότι παράγουν ηλεκτρικό φορτίο όταν τους υπογραμμίζονται μηχανικά, καθιστώντας τους χρήσιμους σε ενεργοποιητές, μετατροπείς και συσκευές συγκομιδής ενέργειας.

* Οπτικές συσκευές: Οι μοναδικές οπτικές τους ιδιότητες, συμπεριλαμβανομένου του υψηλού δείκτη διάθλασης και των ηλεκτρο-οπτικών επιδράσεων, επιτρέπουν τις εφαρμογές σε οπτικούς διαμορφωτές και διακόπτες.

Παραδείγματα σιδηροηλεκτρικών υλικών:

* Titanate βαρίου (Batio3)

* Οδανικός ζιρκονικός τιτανικός (PZT)

* Φωσφορικό διϋδρογόνο κάλιο (KH2PO4)

* Niobate Lithium (Linbo3)

Βασικά σημεία που πρέπει να θυμάστε:

* Τα σιδηροηλεκτρικά υλικά παρουσιάζουν αυθόρμητη πόλωση.

* Η πόλωση τους μπορεί να αντιστραφεί εφαρμόζοντας ένα ηλεκτρικό πεδίο.

* Έχουν μια μοναδική κρυσταλλική δομή που επιτρέπει την μετατόπιση ιόντων.

* Εμφανίζουν ένα βρόχο υστέρησης στη σχέση πόλωσης-ηλεκτρικού πεδίου.

* Έχουν διαφορετικές εφαρμογές σε ηλεκτρονικά και τεχνολογία.