Co jsou ferroelektrické materiály?
Ferroelektrické materiály jsou materiály, které mají polarizaci přirozeného náboje, kterou lze obrátit externím elektrickým polem, známým jako proces přepínání. Vlastnost ferroelektriky je známa od roku 1921 a od roku 2011 bylo prokázáno, že takové vlastnosti vykazují více než 250 sloučenin. Výzkum se zaměřil na olovo titanát, PBTIO 3 a související sloučeniny. Z ferroelektrických materiálů studovaných od roku 2011 se ukázalo, že všechny jsou piezoelektrické materiály. To znamená, že pokud jsou na takové sloučeniny aplikovány mechanický tlak nebo jiné formy energetického napětí ze zvukové nebo světelné energie, vygenerují elektřinu.
Aplikace ferroelektriky pokrývají široké spektrum elektronických zařízení, od komponent obvodů, jako jsou kondenzátory a termistory po zařízení s elektrooptikou nebo ultrazvukovými schopnostmi. Jednou z nejaktivnějších zkoumaných arén pro ferroelektrické materiály je počítačová paměť. Inženýrství materiálů na nanoMěřič měřidla produkuje to, co se nazývá nanodomény víru, které nevyžadují pro přepínání polarizace elektrické pole. Několik systémů státní univerzity ve Spojených státech spolupracuje do roku 2011 s Lawrence Berkeley National Laboratory zdokonaluje materiál, který by vyžadoval mnohem méně elektrické energie než tradiční magnetické počítačové jednotky. Byla by to také pevný stav datové paměti, která funguje mnohem rychleji as větší úložnou kapacitou než paměť Flash, která je v současné době na trhu, s potenciálem jednoho dne uložit celé operační systémy a software, čímž se počítač spustí a rychlosti zpracování je mnohem větší.
Ferroelektrický efekt čerpá jeho název z ferromagnetismu, který popisuje permanentní magnetické materiály založené na železe, které se nacházejí v přírodě. Je to však trochu nesprávného jména, protože většina ferroelektrických materiálů není založena na Element železo. Soli kyseliny titanové, které jsou odvozeny z oxidu titaničitého, tvoří mnoho hlavních ferroelektrických materiálů ve výzkumu. Patří mezi ně titanát baryium, Batio 3 , olovo zirkonatátový titanát, PZT nebo související sloučeniny, jako je dusičnan sodný, nano 2 .
PZT je nejpoužívanější ferroelektrický materiál v průmyslu od roku 2011. Jedná se o hybridní materiál mezi ferroelektrickým olověným titanátem a anti-ferroelektrickým olovovým zirkonátem, který umožňuje, aby se vzorce pro tento materiál přiblížily k jednomu nebo druhému konci ferroelektrického nebo anti-ferroelektrického spektra. Protože PZT může být naladěna na jeho citlivost na mechanická, zvuková nebo elektrická pole, a protože se jedná o keramický materiál snadno tvarovaný, formovaný a řezaný, často se používá pro pasivní senzory a vysílače ve vysoce specifických frekvencích.