Hva er ferroelektriske materialer?

ferroelektriske materialer er materialer som har en naturlig ladningspolarisering som kan reverseres av et eksternt elektrisk felt, kjent som bytteprosessen. Egenskapen til ferroelektrisitet har vært kjent siden 1921, og fra 2011 har over 250 forbindelser vist seg å vise slike egenskaper. Forskning har fokusert på bly -titanat, PBTIO _{3 og relaterte forbindelser. Av de ferroelektriske materialene som ble studert fra 2011, har alle vist seg å være piezoelektriske materialer. Dette betyr at hvis mekanisk trykk eller andre former for energisk stress fra lyd- eller lysenergi påføres slike forbindelser, vil de generere strøm.}

Bruksområdene av ferroelektrisitet spenner over et bredt spekter av elektronikkenheter, fra kretskomponenter som kondensatorer og termistorer til enheter med elektrooptikk eller ultralydfunksjoner. En av de mest aktivt undersøkte arenaene for ferroelektriske materialer er datamaskinens minne. Engineering av materialene på en nanoMeter skala produserer det som kalles virvel -nanodomains som ikke krever et elektrisk felt for å bytte polarisering. Flere statlige universitetssystemer i USA som jobber sammen gjennom 2011 med Lawrence Berkeley National Laboratory, perfeksjonerer materialet, som vil kreve mye mindre elektrisk kraft enn tradisjonelle magnetiske datamaskinstasjoner gjør. Det vil også være en solid tilstandsform for dataminne som fungerer mye raskere og med større lagringskapasitet enn flashminnet som for tiden er på markedet, med potensialet til en dag å lagre hele operativsystemer og programvare, noe som gjør datamaskinstart og behandler hastigheter mye større.

Den ferroelektriske effekten henter navnet sitt fra ferromagnetisme, som beskriver permanente magnetiske materialer basert på jern som finnes i naturen. Dette er litt av en feilnummer, da de fleste ferroelektriske materialer ikke er basert på ELement jern. Salter av titansyre som er avledet fra titandioksid utgjør mange av de viktigste ferroelektriske materialene under forskning. Disse inkluderer bariumtitanat, batio _{3 , bly zirkonat titanat, pzt eller beslektede forbindelser som natriumnitrat, nano 2 .}

PZT er det mest brukte ferroelektriske materialet i industrien fra 2011. Det er et hybridmateriale mellom ferroelektrisk bly-titanat og anti-ferroelektrisk bly zirkonat, som gjør at formler for materialet kan konstrueres nærmere den ene eller den andre enden av ferroelektrisk eller anti-ferroelektrisk spektrisk spektrum. Siden PZT kan stilles inn for sin følsomhet for mekaniske, lyd- eller elektriske felt, og siden det er et keramisk materiale som er lett formet, støpt og kuttet, brukes det ofte til passive sensorer og sendere i svært spesifikke frekvenser.