ferroelectricznych

Zjawisko ferroelectriczne występuje w niektórych dielektrykach, które mają trwały, odwracalny polaryzacyjny stan elektryczny. Oznacza to, że materiał może utrzymać polaryzację nawet po odłączeniu zewnętrznego pola elektrycznego. Charakterystyczną cechą jest histereza polaryzacyjna: zależność polaryzacji od przyłożonego pola prowadzi do pętli na wykresie P(E).

Najważniejsze cechy obejmują spontaniczną polaryzację, która istnieje poniżej określonej temperatury (Curie temperature), oraz możliwość manipulowania kierunkiem polaryzacji poprzez stymulację elektryczną. W materiałach ferroelectricznych często występują domeny o różnym kierunku polaryzacji, a granice domen wpływają na właściwości mechaniczne i elektryczne. Zjawisko to jest ściśle związane z budową krystaliczną, w wielu przypadkach strukturą perowskitową ABO3.

Najczęściej spotykane materiały ferroelectriczne to ceramiczne i minerały o strukturze perowskitowej, takie jak BaTiO3, PbTiO3 oraz PZT (Pb(Zr,Ti)O3). W wielu z nich właściwości ferroelectriczne są silnie skorelowane z temperaturą, co czyni Curie temperature kluczowym parametrem. BaTiO3 ma Curie temperature około 120°C, PbTiO3 znacznie wyższą, a PZT stanowi rodzinę materiałów szeroko dopasowywanych pod kątem właściwości.

Zastosowania obejmują pamięci nieulotne FeRAM, kondensatory o wysokiej dielektrycznej stałej, czujniki i aktuatory piezoelektryczne oraz różnego rodzaju elementy mikroelektroniki i energetyki. Wyzwania obejmują ograniczenia związane z środowiskiem (zwłaszcza obecność ołowiu w niektórych materiałach) oraz stabilność długoterminową polaryzacji.