鐵電材料有哪些作用和性能特點(diǎn)
鐵電材料其基本的特性為在某些溫度范圍會(huì)具有自發(fā)極化,而且極化強(qiáng)度可以隨外電場(chǎng)反向而反向,從而出現(xiàn)電滯回線。
鐵晶體管是電介質(zhì)中一類特別重要的介晶體管。電介質(zhì)的特性是:他們以感應(yīng)而非以傳導(dǎo)的方式傳播電的作用與影響。按照這個(gè)意義來說,不能簡(jiǎn)單的認(rèn)為電介質(zhì)就是絕緣體。
在電介質(zhì)中起主要作用的是束縛著的電荷,在電的作用下,他們以正、負(fù)電荷重心不重合的電極化方式傳遞和記錄電的影響。而鐵晶體管是-------即使沒有外加電場(chǎng),也可以顯現(xiàn)出電偶極距的特性。因其每單位晶胞帶有電偶極矩,且其極化率與溫度有關(guān)。
2、鐵電材料測(cè)試系統(tǒng)的電滯回線
極化強(qiáng)度P和外電場(chǎng)E間的關(guān)系構(gòu)成電滯回線。一般而言,晶體的壓電性質(zhì)與自發(fā)極化性質(zhì)都是由晶體的對(duì)稱性決定的,可是對(duì)于鐵晶體管,外電場(chǎng)能使自發(fā)極化反向的特征卻不能由晶體的結(jié)構(gòu)來預(yù)測(cè),只能透過電滯回線的測(cè)定(或介電系數(shù)的測(cè)定)來判斷。
電滯回線表示鐵晶體管中存在domain。鐵晶體管通常是由許多稱為domain的區(qū)域所組成,而在每一個(gè)domain里面有相同的極化方向,而與鄰近的domain其極化方向不同。如果是多晶體,由于晶粒本身的取向是的,不同domain中極化強(qiáng)度的相對(duì)取向可以是沒有規(guī)律的。但若是單晶體,不同domain中極化強(qiáng)度取向之間存在著簡(jiǎn)單的關(guān)系。為明確起見,這里只考慮單晶體的電滯回線,并且設(shè)極化強(qiáng)度的取向只有兩種可能,亦即沿某軸的正向或負(fù)向。
3、鐵電材料測(cè)試系統(tǒng)的介電常數(shù)
當(dāng)溫度高于某一臨界溫度時(shí),晶體的鐵電性消失,并且晶格亦發(fā)生轉(zhuǎn)變,這一溫度是鐵電體的居里點(diǎn)。由于鐵電性的出現(xiàn)或消失,總伴隨著晶格結(jié)構(gòu)的改變,所以這是個(gè)相變過程。當(dāng)晶體從非鐵電相(稱順電相)向鐵電相過渡時(shí),晶體的許多物理性質(zhì)皆呈反?,F(xiàn)象。
對(duì)于一階相變常伴隨有潛熱的發(fā)生,對(duì)于二階相變則出現(xiàn)比熱的突變。鐵電相中自發(fā)極化強(qiáng)度是和晶體的自發(fā)電致形變相關(guān),所以鐵電相的晶格結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性要比非鐵電相(順電相)的低。如果晶體具有兩個(gè)或多個(gè)鐵電相時(shí),表征順電相與鐵電相之間的一個(gè)相變溫度,統(tǒng)稱為過渡溫度或轉(zhuǎn)變溫度。(在此附近時(shí),介電系數(shù)常有迅速陡降的現(xiàn)象)。