強誘電材料とは
強誘電体材料は、スイッチングのプロセスとして知られている外部電界によって反転できる自然な電荷分極を持つ材料です。 強誘電性の特性は1921年以来知られており、2011年現在、250以上の化合物がそのような特性を示すことが示されています。 研究は、チタン酸鉛、PbTiO 3および関連化合物に焦点を合わせています。 2011年時点で研究されている強誘電体材料のうち、すべてが圧電材料であることが示されています。 これは、機械的圧力または音声または光エネルギーからのその他のエネルギーストレスがこのような化合物に加えられると、それらが電気を生成することを意味します。
強誘電性の用途は、コンデンサーやサーミスターなどの回路コンポーネントから、電気光学または超音波機能を備えたデバイスまで、幅広い電子デバイスに及びます。 強誘電体材料に関して最も活発に研究されている分野の1つは、コンピューターメモリの分野です。 ナノメートルスケールで材料を設計すると、分極を切り替えるのに電界を必要としない渦ナノドメインと呼ばれるものが生成されます。 2011年までLawrence Berkeley National Laboratoryと連携して機能する米国のいくつかの州立大学システムは、従来の磁気コンピュータードライブよりもはるかに少ない電力で材料を完成させています。 また、現在市販されているフラッシュメモリよりもはるかに高速かつ大容量の機能を備えたデータメモリのソリッドステート形式であり、1日でオペレーティングシステムとソフトウェア全体を保存し、コンピュータの起動と処理速度を大幅に向上させる可能性があります大きい。
強誘電効果は、自然界に見られる鉄に基づいた永久磁性材料を記述する強磁性からその名前を引き出します。 ただし、ほとんどの強誘電体材料は元素鉄に基づいていないため、これは少し誤った呼び名です。 二酸化チタンに由来するチタン酸の塩は、研究中の主要な強誘電体材料の多くを構成しています。 これらには、チタン酸バリウム、BaTiO 3 、チタン酸ジルコン酸鉛、PZT、または硝酸ナトリウム、NaNO 2などの関連化合物が含まれます。
PZTは、2011年現在、業界で最も広く使用されている強誘電体材料です。強誘電体チタン酸鉛と反強誘電体ジルコン酸鉛のハイブリッド材料です。反強誘電性スペクトル。 PZTは、機械、オーディオ、または電界に対する感度を調整できるため、また、成形、成形、および切断が容易なセラミック材料であるため、非常に特定の周波数のパッシブセンサーおよび送信機によく使用されます。