Que sont les matériaux ferroélectriques?

Les matériaux ferroélectriques sont des matériaux qui possèdent une polarisation de charge naturelle qui peut être inversée par un champ électrique externe, connu sous le nom de processus de commutation. La propriété de la ferroélectricité est connue depuis 1921 et, à partir de 2011, plus de 250 composés se sont avérés afficher de telles caractéristiques. La recherche s'est concentrée sur le titanate de plomb, le pbtio et les composés connexes. Parmi les matériaux ferroélectriques étudiés en 2011, tous ont été démontrés être des matériaux piézoélectriques. Cela signifie que si la pression mécanique ou d'autres formes de contrainte énergétique de l'audio ou de l'énergie lumineuse sont appliquées à de tels composés, ils généreront de l'électricité.

Les applications de la ferroélectricité couvrent un large éventail de dispositifs électroniques, des composants de circuit comme les condensateurs et les thermistances aux appareils avec électro-optiques ou capacités d'échographie. L'une des arènes les plus recherchées pour les matériaux ferroélectriques est celle de la mémoire informatique. Génie les matériaux dans un nanoL'échelle du mètre produit ce que l'on appelle des nanodomaines de vortex qui ne nécessitent pas de champ électrique pour changer de polarisation. Les systèmes universitaires d'État aux États-Unis travaillant ensemble jusqu'en 2011 avec le Lawrence Berkeley National Laboratory perfectionnent le matériau, qui nécessiterait beaucoup moins d'énergie électrique que les entraînements informatiques magnétiques traditionnels. Ce serait également une forme à l'état solide de la mémoire des données qui fonctionne beaucoup plus rapidement et avec une plus grande capacité de stockage que la mémoire flash actuellement sur le marché, avec le potentiel de stocker un jour de systèmes d'exploitation et de logiciels, ce qui rend les vitesses de démarrage et de traitement de l'ordinateur beaucoup plus importantes.

L'effet ferroélectrique tire son nom du ferromagnétisme, qui décrit des matériaux magnétiques permanents basés sur le fer qui se trouve dans la nature. C'est un peu un terme impropre, car la plupart des matériaux ferroélectriques ne sont pas basés sur le efer à lection. Les sels d'acide titanesques dérivés du dioxyde de titane constituent de nombreux principaux matériaux ferroélectriques en cours de recherche. Ceux-ci incluent le titanate de baryum, le batio _{3 , le titanate de zirconate de plomb, le PZT ou les composés associés comme le nitrate de sodium, le nano 2 .}

Le

PZT est le matériau ferroélectrique le plus utilisé dans l'industrie à partir de 2011. Il s'agit d'un matériau hybride entre le titanate de plomb ferroélectrique et le zirconate de plomb anti-ferroélectrique, qui permet aux formules pour que le matériau soit plus proche de l'une ou des autres extrémités du spectre ferroélectrique ou anti-ferrolectrique. Étant donné que le PZT peut être réglé pour sa sensibilité aux champs mécaniques, audio ou électriques, et, comme il s'agit d'un matériau en céramique facilement façonné, moulé et coupé, il est souvent utilisé pour les capteurs passifs et les émetteurs à des fréquences très spécifiques.