A ferroelektromos (a külföldi szakirodalomban elterjedt a " ferroelektromos " elnevezés) olyan spontán polarizációjú anyag , amelynek orientációja külső elektromos tér hatására változtatható [1] . Az ilyen anyagok ferroelektromos hiszterézist mutatnak , amikor az anyag polarizációja kétértelműen függ a külső elektromos tértől.
A ferroelektromos fázisátalakulásokat gyakran vagy deformációs átmenet (pl. BaTiO 3 ) vagy rend-rendellenesség átmenet (pl. NaNO 2 ) jellemzi, bár a fázisátalakulások gyakran mindkét viselkedés elemeit mutatják. A bárium - titanát , egy tipikus ferroelektromos anyag, elmozdulásos átmeneten megy keresztül (az atom helyzetének megváltoztatása az egységcellában anélkül, hogy a kristály deformálódna), ami polarizációs katasztrófaként értelmezhető , amikor egy ion kismértékben elmozdul az egyensúlyi állapotból. Állapotban a kristályban lévő ionok által keltett lokális elektromos mezők erőssége gyorsabban növekszik, mint a rugalmas kiegyensúlyozó erők. Ez aszimmetrikus eltolódáshoz vezet az egyensúlyi ionok helyzetében, és ennek következtében az egységcella állandó dipólusmomentumához vezet. A bárium-titanátban lévő ioneltolódás a titánion helyzetére utal az oxigén-oktaéderes ketrecben. Az ólom-titanátban , egy másik kulcsfontosságú ferroelektromos anyagban, amelynek szerkezete meglehetősen hasonló a bárium-titanáthoz, a ferroelektromosság hajtóereje összetettebb, és az ólom- és oxigénionok közötti kölcsönhatások is fontos szerepet játszanak. A rend-zavar átmenetű ferroelektromosban minden egységcellának van dipólusmomentuma, de magas hőmérsékleten véletlenszerűen irányítottak. Ahogy a hőmérséklet csökken, és a fázisátmeneti pont elhalad, a dipólusok rendeződnek, és mind ugyanabba az irányba mutatnak a tartományon belül.
Az alkalmazásokhoz fontos ferroelektromos anyag az ólomcirkonát-titanát (PZT), amely szilárd oldat, amely ferroelektromos ólom-titanát és antiferroelektromos ólomcirkonát között képződik. Különböző célokra különböző összetételeket használnak: memóriacelláknál az ólom-titanáthoz összetételében közelebb álló PZT-t részesítik előnyben, míg piezoelektromos alkalmazásokban piezoelektromos együtthatókat használnak olyan jellemzőkkel, amelyek az 50/-hez közeli morfotróp fázishatárhoz kapcsolódnak. 50 összetételű.
A ferroelektromos kristályok esetében gyakran megfigyelhető többszörös fázisátalakulási hőmérséklet és doménszerkezet hiszterézis , akárcsak a ferromágneses kristályok esetében. Egyes ferroelektromos kristályok fázisátalakulásának természetét még nem vizsgálták.
1974-ben R. B. Meyer a szimmetriaelméletet használta a ferroelektromos folyadékkristályok előrejelzésére [2] , amit több megfigyelés is megerősített a ferroelektromossággal összefüggő viselkedéssel kapcsolatban királisan megdöntött szmektikus folyadékkristályos fázisokban. A technológia lehetővé tette lapos képernyős monitorok létrehozását. 1994 és 1999 között a sorozatgyártást a Canon végezte. Ferroelektromos folyadékkristályokat használnak a fényvisszaverő LCoS előállításához .
2010-ben David Field felfedezte, hogy az olyan általános vegyi anyagokat tartalmazó filmek, mint a dinitrogén-oxid vagy a propán, szintén ferroelektromos tulajdonságokkal rendelkeznek. A ferroelektromos anyagok ezen új osztálya "spontán polarizációt" mutat, és befolyásolja a por elektromos természetét a csillagközi közegben.
Egyéb használatban lévő ferroelektromos anyagok közé tartozik a triglicin-szulfát , a polivinilidén-fluorid (PVDF) és a lítium-tantalát . [3]
Szintén érdekesek azok az anyagok, amelyek szobahőmérsékleten kombinálják a ferroelektromos és fémes tulajdonságokat. [4] A Nature Communications -ben [5] 2018-ban publikált tanulmány szerint a tudósok képesek voltak egy kétdimenziós filmet létrehozni egy olyan anyagból, amely egyszerre volt „ferroelektromos” (poláris kristályszerkezetű), és vezeti az elektromosságot.