Ferroelektrik malzemeler, anahtarlama işlemi olarak bilinen harici bir elektrik alanı tarafından ters çevrilebilen, doğal bir yük polarizasyonuna sahip malzemelerdir. Ferroelektrikliğin özelliği 1921'den beri bilinmektedir ve 2011 itibariyle, 250'den fazla bileşiğin bu özellikleri gösterdiği gösterilmiştir. Araştırma kurşun titanat, PbTiO3 ve ilgili bileşiklere odaklanmıştır. 2011 yılı itibariyle incelenen ferroelektrik malzemelerden hepsinin piezoelektrik malzemeler olduğu gösterilmiştir. Bu, eğer bu tür bileşiklere mekanik basınç veya ses veya ışık enerjisinden kaynaklanan diğer enerjisel stres formları uygulanırsa, elektrik üretecekleri anlamına gelir.
Ferroelektrik uygulamaları, kapasitörler ve termistörler gibi devre bileşenlerinden elektro-optik veya ultrason özelliklerine sahip cihazlara kadar geniş bir elektronik cihaz yelpazesini kapsar. Ferroelektrik malzemeler için en aktif olarak araştırılmış alanlardan biri bilgisayar belleğidir. Malzemelerin bir nanometre ölçeğinde tasarlanması, polarizasyonu değiştirmek için elektrik alan gerektirmeyen vorteks nanodomainler olarak bilinir. Amerika Birleşik Devletleri'nde 2011 yılında Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı ile birlikte çalışan birçok devlet üniversitesi sistemi, geleneksel manyetik bilgisayar sürücülerinden çok daha az elektrik gücü gerektiren malzemeyi mükemmelleştiriyor. Aynı zamanda, şu anda piyasada olan flash bellekten çok daha hızlı ve daha fazla depolama kapasitesine sahip, tüm işletim sistemlerini ve yazılımları bir gün depolama potansiyeli taşıyan, bilgisayarın başlatılmasını ve işlem hızını çok fazla artıran katı hal veri belleğidir. daha büyüktür.
Ferroelektrik etki, adını doğada bulunan demire dayanan kalıcı manyetik malzemeleri tanımlayan ferromanyetizmadan alır. Bununla birlikte, çoğu ferroelektrik materyal demir elementine dayanmadığından, bu biraz yanıltıcıdır. Titanyum dioksitten türetilen titanik asit tuzları araştırma altındaki başlıca ferroelektrik maddelerin çoğunu oluşturur. Bunlar, baryum titanat, BaTi03, kurşun zirkonat titanat, PZT veya sodyum nitrat, NaN02 gibi ilgili bileşiklerdir.
PZT, 2011'den bu yana endüstrideki en yaygın kullanılan ferroelektrik malzemedir. Ferroelektrik kurşun titanat ile anti-ferroelektrik kurşun zirkonat arasındaki hibrit bir malzemedir; bu, malzemenin formüllerinin ferroelektriklerin bir veya diğer uçlarına yakın veya daha yakın bir şekilde tasarlanmasına izin verir anti-ferroelektrik spektrum. PZT, mekanik, ses veya elektrik alanlarına duyarlılığı nedeniyle ayarlanabildiği ve kolayca şekillendirilen, kalıplanan ve kesilen seramik bir malzeme olduğu için, genellikle çok özel frekanslardaki pasif sensörler ve vericiler için kullanılır.
