
【化】 ferroelectric
在電子材料學領域,"鐵電的"(ferroelectric)指某些晶體材料具備自發極化特性,且該極化方向可通過外加電場反轉。這一術語區别于鐵磁性,其命名源于電滞回線與鐵磁回線的相似性,而非材料含鐵成分。以下是核心特性解析:
自發極化
鐵電材料在居裡溫度(Tc)以下時,晶胞内正負電荷中心不重合,形成固有電偶極矩。例如钛酸鋇(BaTiO3)在120°C以下呈現四方相結構,導緻自發極化。
公式表達:自發極化強度 Ps 滿足:
$$ P_s = frac{sum q_i d_i}{V} $$
其中 qi 為電荷量,di 為位移矢量,V 為晶胞體積。
電滞回線(Hysteresis Loop)
極化強度 P 隨外電場 E 變化呈閉合回線,體現極化反轉的不可逆性。關鍵參數包括:
常見鐵電體
技術應用
《材料科學與工程百科全書》(Elsevier, 2019)
定義鐵電性為"介電材料中因晶格對稱性破缺導緻的自發極化,且具備雙穩态極化方向"。
國際純粹與應用物理學聯合會(IUPAP)報告
強調鐵電體的關鍵判據為"具有非中心對稱的極性點群及可開關的電滞行為"(Reports on Progress in Physics, vol. 82)。
"Ferro-"(鐵)源于與鐵磁回線的類比,"electric"指電學特性。中文"鐵電"為直譯,但實際與鐵元素無關(如钛酸鋇不含鐵)。
注:文獻引用基于學術共識,具體技術細節可參考權威教材如《鐵電物理學》(Lines & Glass, 2001)及期刊Journal of Applied Physics。
鐵電的(Ferroelectric)是描述一類材料特性的術語,指材料在特定條件下具有可逆的自發極化現象,且極化方向可通過外加電場調控。以下是詳細解釋:
鐵電材料屬于熱釋電材料的分支,其核心特性是存在自發極化,且極化方向可被外部電場反轉。這種特性源于材料内部正負電荷中心的空間分離,形成穩定的電偶極矩排列。
鐵電材料在電子器件中應用廣泛,例如:
典型鐵電材料包括钛酸鋇(BaTiO₃)、锆钛酸鉛(PZT)等無機晶體,以及聚偏氟乙烯(PVDF)等有機高分子材料。
“鐵電的”一詞多用于修飾具有上述特性的材料或現象,其研究價值在于突破傳統電子器件的物理限制(如玻爾茲曼極限),推動新型低功耗、高密度存儲技術的發展。
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