วัสดุ ferroelectric คืออะไร?

วัสดุ ferroelectric เป็นวัสดุที่มีโพลาไรซ์ประจุธรรมชาติที่สามารถย้อนกลับได้โดยสนามไฟฟ้าภายนอกหรือที่เรียกว่ากระบวนการสลับคุณสมบัติของ ferroelectricity เป็นที่รู้จักกันมาตั้งแต่ปี 1921 และในปี 2011 มีการแสดงสารประกอบมากกว่า 250 รายการเพื่อแสดงลักษณะดังกล่าวการวิจัยได้มุ่งเน้นไปที่ตะกั่วไททาเนต PBTIO ₃ และสารประกอบที่เกี่ยวข้องจากวัสดุ ferroelectric ที่ศึกษาในปี 2011 ทั้งหมดได้รับการแสดงให้เห็นว่าเป็นวัสดุ piezoelectricซึ่งหมายความว่าหากความดันเชิงกลหรือความเครียดที่มีพลังจากรูปแบบอื่น ๆ จากพลังงานเสียงหรือพลังงานแสงถูกนำไปใช้กับสารประกอบดังกล่าวพวกเขาจะผลิตกระแสไฟฟ้า

การใช้งานของ ferroelectricity ครอบคลุมสเปกตรัมที่กว้างของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ตั้งแต่ส่วนประกอบวงจรเช่นตัวเก็บประจุและเทอร์มิสเตอร์ไปจนถึงอุปกรณ์ที่มีความสามารถทางไฟฟ้าหรืออัลตร้าซาวด์หนึ่งในสนามกีฬาที่มีการวิจัยมากที่สุดสำหรับวัสดุ Ferroelectric คือหน่วยความจำคอมพิวเตอร์วิศวกรรมวัสดุในระดับนาโนเมตรสร้างสิ่งที่เรียกว่า nanodomains กระแสน้ำวนที่ไม่ต้องการสนามไฟฟ้าเพื่อสลับโพลาไรเซชันระบบมหาวิทยาลัยของรัฐหลายแห่งในสหรัฐอเมริกาที่ทำงานร่วมกันจนถึงปี 2554 ด้วยห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอเรนซ์เบิร์กลีย์กำลังทำให้วัสดุสมบูรณ์แบบซึ่งจะต้องใช้พลังงานไฟฟ้าน้อยกว่าไดรฟ์คอมพิวเตอร์แม่เหล็กแบบดั้งเดิมนอกจากนี้ยังจะเป็นรูปแบบโซลิดสเตตของหน่วยความจำข้อมูลที่ทำงานได้เร็วขึ้นและมีความจุมากขึ้นกว่าหน่วยความจำแฟลชในปัจจุบันในตลาดโดยมีศักยภาพในการจัดเก็บระบบปฏิบัติการและซอฟต์แวร์ทั้งหมดหนึ่งวันทำให้คอมพิวเตอร์เริ่มต้นขึ้นและความเร็วในการประมวลผลมากมากขึ้น.

ผล ferroelectric ดึงชื่อจาก ferromagnetism ซึ่งอธิบายวัสดุแม่เหล็กถาวรตามเหล็กที่พบในธรรมชาตินี่เป็นเรื่องเรียกชื่อผิดเล็กน้อยเนื่องจากวัสดุ ferroelectric ส่วนใหญ่ไม่ได้ขึ้นอยู่กับธาตุเหล็กเกลือของกรดไททานิคซึ่งได้มาจากไททาเนียมไดออกไซด์ประกอบขึ้นเป็นวัสดุหลักของ ferroelectric ภายใต้การวิจัยเหล่านี้รวมถึงแบเรียมไททาเนต, Batio

3 _{, zirconate titanate, PZT, หรือสารประกอบที่เกี่ยวข้องเช่นโซเดียมไนเตรต, นาโน} 2

PZT เป็นวัสดุ ferroelectric ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม ณ ปี 2011Titanate ตะกั่ว Ferroelectric และ anti-ferroelectric zirconate ซึ่งช่วยให้สูตรสำหรับวัสดุที่จะถูกออกแบบมาใกล้กับปลายด้านหนึ่งหรืออีกด้านหนึ่งของสเปกตรัม ferroelectric หรือ anti-ferroelectricเนื่องจาก PZT สามารถปรับได้สำหรับความไวต่อสนามเครื่องจักรกลเสียงหรือสนามไฟฟ้าและเนื่องจากมันเป็นวัสดุเซรามิกที่มีรูปร่าง, ขึ้นรูปและตัดได้ง่ายจึงใช้สำหรับเซ็นเซอร์แบบพาสซีฟและเครื่องส่งสัญญาณในความถี่ที่เฉพาะเจาะจงสูง