鐵電性

維基百科,自由的百科全書
前往: 導覽搜尋

鐵電性英語:Ferroelectricity)是某些材料存在自發的電極化,並在外加電場的作用下可以被反轉的特性[1][2]。該術語被用於類似於鐵磁性,其中,材料表現出永久磁矩。當鐵電性於1920年被Valasek在酒石酸鉀鈉中發現時,鐵磁性就已經被知道[3]。其英文術語的前綴ferro,意思是鐵,被用來描述屬性儘管大多數鐵電材料不含有鐵。

極化[編輯]

電介質極化
順電極化
鐵電極化

多數材料的極化是與外加電場成線性正比的,非線性效應是不顯著的。這種極化叫做介電極化。有些稱作順電體的材料,其線性之極化效應更加顯著。於是與極化曲線斜率相對應的介電常數為一個外加電場之函數。除了非線性效應外,鐵電材料中還存在自發極化。鐵電材料的不同之處在於它的自發極化可以在外加電場作用下被反轉,產生一個電滯曲線。

一般來說,材料的鐵電性只存在於某一相應溫度以下,稱為居里溫度。在這個溫度以上,材料變為順電體。

應用[編輯]

鐵電材料的非線性性質可以用來製造電容可調的電容器。一個鐵電電容器的典型結構是兩個電極夾一層鐵電材料。鐵電材料的介電常數不僅可以調節,而且在相變溫度附近值非常大。這使得鐵電電容器與其他電容器相比體積非常小。

帶有滯歸特性的自發極化的鐵電材料可以用來製造存儲器。在實際應用中,鐵電材料可以用來製造電腦和RFID卡。這些應用通常是基於鐵電薄膜,這樣用一個不太大的電壓就可以產生一個強大的矯頑場。

材料[編輯]

鐵電材料內部的電偶極子與材料的晶格密切相關,於是材料晶格的變化將導致材料自發極化的變化。自發極化的變化將產生一個表面電荷。由此,在鐵電電容器當中,即使沒有外加電壓,電流也會產生。改變晶格的兩個因素是力和溫度。外加的機械應力可以產生表面電荷的性質稱作壓電性,溫度的變化導致自發極化的變化的性質稱作焦電性

參閱[編輯]

參考資料[編輯]

  1. ^ Werner Känzig. Ferroelectrics and Antiferroelectrics. (編) Frederick Seitz; T. P. Das; David Turnbull; 等. Solid State Physics 4. Academic Press. 1957: 5. ISBN 0-12-607704-5. 
  2. ^ M. Lines; A. Glass. Principles and applications of ferroelectrics and related materials. Clarendon Press, Oxford. 1979. ISBN 0-19-851286-4. 
  3. ^ See J. Valasek. Piezoelectric and allied phenomena in Rochelle salt. Physical Review. 1920, 15: 537. Bibcode:1920PhRv...15..505.. doi:10.1103/PhysRev.15.505.  and J. Valasek. Piezo-Electric and Allied Phenomena in Rochelle Salt. Physical Review. 1921, 17 (4): 475. Bibcode:1921PhRv...17..475V. doi:10.1103/PhysRev.17.475.