
【化】 ferroelectric
【電】 ferroelectric
material; matter; substance
【化】 matter; substance
【醫】 hylo-; mass; massa; materia; material; materies; matter; principle
substance; substantia
鐵電物質(Ferroelectric Materials)是指具有自發極化(spontaneous polarization)特性,且該極化方向可被外加電場反轉的一類特殊電介質材料。該術語在漢英詞典中常對應以下核心解釋:
鐵電物質(Ferroelectric Materials)
指在特定溫度範圍内存在自發極化,且極化強度與外加電場呈非線性關系(表現為電滞回線,hysteresis loop)的材料。其名稱中的“鐵”源于與鐵磁體磁滞現象的類比,而非含鐵元素。
晶體結構在居裡溫度(T~c~)以下因正負電荷中心不重合而産生固有電極化,無需外加電場即可存在(來源:國際純粹與應用化學聯合會IUPAC定義)。
外加電場可逆轉自發極化方向,形成雙穩态(+P~r~與-P~r~),是鐵電存儲器(FeRAM)的工作原理基礎。
極化強度P與電場E的關系曲線呈閉合回線,其面積表征極化反轉能耗,剩餘極化強度(P~r~)和矯頑場(E~c~)是核心參數(來源:IEEE電介質标準)。
類别 | 代表材料 | 晶體結構類型 |
---|---|---|
鈣钛礦型 | 钛酸鋇(BaTiO₃)、锆钛酸鉛(PZT) | 四方相/菱方相 |
铌酸鹽型 | 铌酸锂(LiNbO₃) | 三方晶系 |
聚合物 | 聚偏氟乙烯(PVDF) | 極性β相 |
鐵電性源于晶格結構相變:
公式表征:電滞回線行為可描述為
$$ P = P_s tanhleft(frac{E pm E_c}{delta}right) $$
其中P~s~為飽和極化強度,E~c~為矯頑場,δ為材料參數(來源:Landau-Devonshire唯象理論)。
權威參考來源:
鐵電物質(Ferroelectric materials)是一類具有特殊電極化性質的功能材料,其核心特性為自發極化及極化方向可被外電場調控。以下從定義、特性、材料類型和應用領域進行綜合解釋:
鐵電物質屬于晶體電介質,其内部晶格結構的不對稱性導緻正負電荷中心不重合,形成自發極化(即使無外加電場也能産生電偶極矩)。當溫度低于居裡溫度(Tc)時,材料處于鐵電相,表現出鐵電性;高于此溫度則轉變為順電相,自發極化消失。
需注意,鐵電性與電磁鐵無關(中“鐵電指電磁鐵”為錯誤描述),其命名源于極化滞回線與鐵磁材料磁滞回線的相似性。若需進一步了解具體材料參數或技術細節,可參考權威文獻或專業數據庫。
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