Ferroelectricitate

Graficul polarizării (P) în funcție de câmpul electric (E) pentru un material feroelectric; plecând de la o polarizare nulă, ajungem la o polarizare finită prin aplicarea unui câmp electric; variațiile succesive ale câmpului duc la o buclă de histerezis

Lichid ferroelectric la microscop

Ferroelectricitatea este o proprietate a unor materiale solide care prezintă polarizare electrică în absența unui câmp electric . Aceste materiale sunt polarizate cu aplicarea unui câmp electric și mențin polarizarea chiar și după ce câmpul este oprit. Când un material este polarizat, apare o buclă de histerezis pe măsură ce câmpul extern variază.

Descriere

Acest comportament este analog cu cel al unui feromagnet în prezența unui câmp magnetic și, pe baza acestei analogii, acestui fenomen i s-a dat numele cu prefixul „fier-”, deși nu este legat de proprietățile fierului .

Într-un cristal polarizarea este dată de suma vectorială a momentului dipolar al fiecărei celule unitare . Pentru a fi feroelectric, un material trebuie să aibă polarizare spontană, deci celula nu trebuie să fie centrosimetrică , altfel suma ar fi zero. Mai mult, în feroelectrice cationul se poate mișca în raport cu anionii celulei, ceea ce determină momentul dipol ridicat și, de asemenea, o permitivitate electrică ridicată.

Starea feroelectrică apare ca o tranziție de fază ordine-tulburare, analogă cu cea feromagnetică. În special, parametrul de comandă este momentul dipolar, iar starea ordonată (când toți dipolii sunt aliniați în aceeași direcție) poate fi atinsă sub o temperatură numită temperatura Curie ; peste această temperatură starea este definită ca paraelectrică . În unele materiale, numite „antiferroelectrice”, dipolii sunt aliniați antiparaleli; altele, numite "feroelectrice", au un aranjament antiparalel numai într-o singură direcție.

La fel ca feromagnetii, feroelectricii au și o structură de domeniu . Multe materiale feroelectrice au structura reticulară a perovskitelor .