Ferroelektrik seramikler kristalin bir piroelektrik malzeme sınıfıdır - yani belirli bir sıcaklığın altında soğutulduğunda elektriksel olarak polarize olan malzemeler. Bu açıdan kritik sıcaklık, belki de demir gibi ferromanyetik malzemelerin manyetizmalarını yitirdiği sıcaklık olarak daha iyi bilinen Curie noktasıdır. Bununla birlikte ferroelektrik teriminin demir ile doğrudan bir bağlantısı yoktur. Ferroelektrik etki gösteren malzemelerde, polarite uygun oryantasyondaki bir elektrik alanın etkisi altında tersine çevrilebilir. Bu özelliğe sahip birçok seramik malzeme, toz halindeki bileşenlerin istenen sıcaklığa ısıtılması ve malzeme soğurken kristalleşmesine izin verilerek üretilebilir.
Bu özelliği sergileyen malzemeler tipik olarak mineral perovskit (CaTiO3) veya kalsiyum titanattan gelen bir terim olan bir perovskit kristal yapısına sahiptir. Bu bileşikler, A'nın büyük bir katyon, B'nin çok daha küçük bir katyon olduğu ve X'in bir oksijen, genellikle oksijen olduğu genel formül ABX3'e sahiptir. Bu malzemelerin kristal yapısı, “A” katyonlarının her küpün içinde altı “X” anyonu ile çevrili bir “B” katyonuyla kübik bir kafes oluşturduğu şekildedir. Perovskite yapılarının bir simetri merkezi yoktur, bu nedenle “B” katyonunun merkezden uzağa kayma eğilimindedir - ferroelektrik etki için bu önemlidir. Bu tip kristal yapıya sahip ferroelektrik seramik örnekleri baryum titanat (BaTiO3), kurşun titanat (PbTiO3) ve potasyum niobattır (KNbO3).
Bir elektrik alanı uygulandığında, “B” katyonları, kristalin kafes içindeki alanın yönüne göre konumunu değiştirir ve alan kapatıldığında bu konumlarda kalır. Bu, malzemenin elektriksel olarak polarize olmasına neden olur. Bununla birlikte, “B” katyonlarının pozisyonları, farklı yönelimli bir elektrik alanı uygulanarak değiştirilebilir. Bu şekilde, ferroelektrik seramikler bilgi kaydedebilir ve bu nedenle bilgisayar belleği için kullanılabilir.
Ferroelektrikliğin en önemli uygulamalarından biri ferroelektrik rasgele erişim belleğidir (FRAM). Bu, güç kaynağı olmadığında depolanan verilerin korunması avantajı ile çok hızlı veri depolama ve alma imkanı sunar. Ferroelektrik seramikler de kapasitörlerde kullanım için çok uygundur. Basılı elektrotlara sahip yüzlerce ince baryum titanat tabakasından oluşan çok katmanlı kapasitörler, büyük miktarlarda üretilir ve örneğin ultrason görüntüleme ve yüksek hassasiyetli kızılötesi kameralarda geniş bir kullanım alanına sahiptir. Diğer uygulamalar, optik dalga kılavuzlarında ve optik bellek ekranlarında kullanılabilecek ince film ferroelektrik seramikler içerir.
