¿Qué son los materiales ferroeléctricos?

Los materiales ferroeléctricos son materiales que poseen una polarización de carga natural que puede revertirse por un campo eléctrico externo, conocido como el proceso de conmutación. Se conoce la propiedad de la ferroelectricidad desde 1921 y, a partir de 2011, se ha demostrado que más de 250 compuestos muestran tales características. La investigación se ha centrado en el titanato principal, PBTIO ₃ y compuestos relacionados. De los materiales ferroeléctricos estudiados a partir de 2011, se ha demostrado que todos son materiales piezoeléctricos. Esto significa que si la presión mecánica u otras formas de estrés energético del audio o energía de la luz se aplican a tales compuestos, generarán electricidad.

Las aplicaciones de ferroelectricidad abarcan un amplio espectro de dispositivos electrónicos, desde componentes de circuito como condensadores y termistores hasta dispositivos con electroópticas o capacidades de ultrasonido. Una de las arenas más investigadas activamente para materiales ferroeléctricos es el de la memoria de la computadora. Ingeniería de los materiales en un nanoLa escala del medidor produce lo que se conoce como nanodominios de vórtice que no requieren un campo eléctrico para cambiar la polarización. Varios sistemas universitarios estatales en los Estados Unidos que trabajan juntos hasta 2011 con el Laboratorio Nacional de Lawrence Berkeley están perfeccionando el material, que requeriría mucha menos potencia eléctrica que las unidades de computadora magnéticas tradicionales. También sería una forma de memoria de datos sólida que funciona mucho más rápido y con una mayor capacidad de almacenamiento que la memoria flash actualmente en el mercado, con el potencial de almacenar algún día sistemas operativos y software completos, haciendo que el inicio de la computadora y las velocidades de procesamiento sean mucho mayores.

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El efecto ferroeléctrico dibuja su nombre del ferromagnetismo, que describe materiales magnéticos permanentes basados ​​en el hierro que se encuentran en la naturaleza. Sin embargo, esto es un poco inapropiado, ya que la mayoría de los materiales ferroeléctricos no se basan en la EIron Lenter. Las sales de ácido titánico que se derivan del dióxido de titanio constituyen muchos de los principales materiales ferroeléctricos bajo investigación. Estos incluyen titanato de bario, batio ₃ , titanato de circonato de plomo, PZT o compuestos relacionados como nitrato de sodio, nano ₂ .

PZT es el material ferroeléctrico más utilizado en la industria a partir de 2011. Es un material híbrido entre el titanato de plomo ferroeléctrico y el circonato de plomo anti ferroeléctrico, que permite que las fórmulas para que el material se diseñe más cerca de uno u otros extremos del espectro ferroeléctrico o antiferroeléctrico. Dado que PZT se puede ajustar por su sensibilidad a los campos mecánicos, de audio o eléctricos, y, dado que es un material de cerámica fácilmente moldeado, moldeado y cortado, a menudo se usa para sensores pasivos y transmisores en frecuencias altamente específicas.