Τι είναι τα σιδηροηλεκτρικά υλικά;

Τα σιδηροηλεκτρικά υλικά είναι υλικά που διαθέτουν μια φυσική πόλωση φορτίου που μπορεί να αντιστραφεί από ένα εξωτερικό ηλεκτρικό πεδίο, γνωστό ως η διαδικασία αλλαγής.Η ιδιότητα της σιδηροηλεκτρικής ενέργειας είναι γνωστή από το 1921 και, από το 2011, πάνω από 250 ενώσεις έχουν αποδειχθεί ότι εμφανίζουν τέτοια χαρακτηριστικά.Η έρευνα επικεντρώθηκε στο τιτάνιο μολύβδου, στο PBTIO ₃ και στις σχετικές ενώσεις.Από τα σιδηροηλεκτρικά υλικά που μελετήθηκαν από το 2011, όλα έχουν αποδειχθεί ότι είναι πιεζοηλεκτρικά υλικά.Αυτό σημαίνει ότι εάν η μηχανική πίεση ή άλλες μορφές ενεργειακής τάσης από ήχο ή φωτεινή ενέργεια εφαρμόζονται σε τέτοιες ενώσεις, θα παράγουν ηλεκτρική ενέργεια.

Οι εφαρμογές της σιδηροηλεκτρικής ενέργειας καλύπτουν ένα ευρύ φάσμα συσκευών ηλεκτρονικών, από εξαρτήματα κυκλώματος όπως πυκνωτές και θερμίστορ σε συσκευές με ηλεκτρομαγνητικές δυνατότητες ή δυνατότητες υπερήχων.Μία από τις πιο ενεργά ερευνημένες αρένες για σιδηροηλεκτρικά υλικά είναι η μνήμη του υπολογιστή.Η μηχανική των υλικών σε μια κλίμακα νανομέτρου παράγει αυτό που είναι γνωστό ως νανοσωλήνες στροβιλισμού που δεν απαιτούν ηλεκτρικό πεδίο για να αλλάξει την πόλωση.Αρκετά κρατικά συστήματα πανεπιστημίων στις Ηνωμένες Πολιτείες που συνεργάζονται μέχρι το 2011 με το Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Berkeley τελειοποιούν το υλικό, που θα απαιτούσε πολύ λιγότερη ηλεκτρική ενέργεια από ό, τι οι παραδοσιακοί μαγνητικοί υπολογιστές.Θα ήταν επίσης μια μορφή μνήμης δεδομένων στερεάς κατάστασης που λειτουργεί πολύ ταχύτερα και με μεγαλύτερη χωρητικότητα αποθήκευσης από τη μνήμη flash που βρίσκεται στην αγορά, με δυνατότητα να αποθηκεύσει μια μέρα ολόκληρα λειτουργικά συστήματα και λογισμικό, καθιστώντας πολύ τις ταχύτητες εκκίνησης και επεξεργασίας υπολογιστήΜεγαλύτερο.

Το σιδηροηλεκτρικό αποτέλεσμα αντλεί το όνομά του από τον σιδηρομαγνητισμό, το οποίο περιγράφει μόνιμα μαγνητικά υλικά που βασίζονται σε σίδηρο που βρίσκονται στη φύση.Αυτό είναι ένα κομμάτι μιας εσφαλμένης ονομασίας, ωστόσο, καθώς τα περισσότερα σιδηροηλεκτρικά υλικά δεν βασίζονται στο σίδερο στοιχείου.Τα άλατα του τιτανικού οξέος που προέρχονται από το διοξείδιο του τιτανίου αποτελούν πολλά από τα κύρια σιδηροηλεκτρικά υλικά υπό έρευνα.Αυτές περιλαμβάνουν τιτάνιο βαρίου, Batio

3 _{, τιτανικό ζιρκωματικό μολύβδου, PZT ή σχετικές ενώσεις όπως νιτρικό νάτριο, νανο} 2 _{.Το ζιρκωμαικό zirconate ferroelectric μολύβδου μολύβδου και αντι-φερροηλεκτρικού μολύβδου, το οποίο επιτρέπει στους τύπους για το υλικό να κατασκευάζεται πιο κοντά σε ένα ή τα άλλα άκρα του σιδηροηλεκτρικού ή αντι-φερροηλεκτρικού φάσματος.Δεδομένου ότι το PZT μπορεί να συντονιστεί για την ευαισθησία του σε μηχανικά, ηχητικά ή ηλεκτρικά πεδία και, δεδομένου ότι είναι ένα κεραμικό υλικό που είναι εύκολα διαμορφωμένο, χυτευμένο και κομμένο, χρησιμοποιείται συχνά για παθητικούς αισθητήρες και πομπούς σε εξαιρετικά συγκεκριμένες συχνότητες.}