Wat zijn ferro -elektrische materialen?

Ferro -elektrische materialen zijn materialen die een natuurlijke ladingpolarisatie bezitten die kan worden omgekeerd door een extern elektrisch veld, bekend als het schakelproces. De eigenschap van ferro -elektriciteit is sinds 1921 bekend en vanaf 2011 is aangetoond dat meer dan 250 verbindingen dergelijke kenmerken vertonen. Onderzoek is gericht op hoofdtitanaat, PBTIO ₃ en gerelateerde verbindingen. Van de ferro -elektrische materialen die vanaf 2011 zijn bestudeerd, is allemaal aangetoond dat ze piëzo -elektrische materialen zijn. Dit betekent dat als mechanische druk of andere vormen van energetische stress uit audio- of lichte energie op dergelijke verbindingen worden toegepast, ze elektriciteit zullen genereren.

De toepassingen van ferro-elektriciteit overspannen een breed spectrum van elektronica-apparaten, van circuitcomponenten zoals condensatoren en thermistors tot apparaten met elektro-optiek of echografie. Een van de meest actief onderzochte arena's voor ferro -elektrische materialen is die van computergeheugen. Engineer de materialen op een nanoMeterschaal produceert wat bekend staat als Vortex -nanodomeinen die geen elektrisch veld vereisen om van polarisatie te veranderen. Verschillende systemen van de staatsuniversiteit in de Verenigde Staten die tot 2011 samenwerken met het Lawrence Berkeley National Laboratory perfectioneren het materiaal, dat zou veel minder elektrische kracht vereisen dan traditionele magnetische computeraandrijvingen. Het zou ook een solid -state vorm van gegevensgeheugen zijn die veel sneller en met een grotere opslagcapaciteit functioneert dan het flashgeheugen dat momenteel op de markt is, met het potentieel om volledige besturingssystemen en software op te slaan, waardoor de computer veel groter wordt en verwerken.

Het ferro -elektrische effect trekt zijn naam uit ferromagnetisme, dat permanente magnetische materialen beschrijft op basis van ijzer die in de natuur worden gevonden. Dit is echter een beetje een verkeerde benaming, omdat de meeste ferro -elektrische materialen niet op de E zijn gebaseerdlement ijzer. Zouten van titaanzuur die zijn afgeleid van titaniumdioxide vormen veel van de belangrijkste ferro -elektrische materialen in onderzoek. Deze omvatten bariumtitanaat, batio ₃ , loodzirkonaattitanaat, PZT of gerelateerde verbindingen zoals natriumnitraat, nano ₂ .

PZT is het meest gebruikte ferro-elektrisch materiaal in de industrie vanaf 2011. Het is een hybride materiaal tussen ferro-elektrisch loodtitanaat en anti-ferro-elektrische loodzirkonaat, waardoor formules kunnen worden ontworpen om dichter bij een of de andere uiteinden van het ferro-elektrische of anti-ferro-elektrische spectrum te worden ontworpen. Omdat PZT kan worden afgestemd vanwege zijn gevoeligheid voor mechanische, audio- of elektrische velden, en, omdat het een keramisch materiaal is dat gemakkelijk kan worden gevormd, gevormd en gesneden, wordt het vaak gebruikt voor passieve sensoren en zenders in zeer specifieke frequenties.