铁电体简介

一.铁电体

1.线性介质与非线性介质

1）线性介质：有外电场时，介质的极化强度与宏观电场E成正比，这类介质又叫线性介质。

极化是介质在外加电场中的性质。没有外加电场时，介质的极化强度等于零。

2)非线性介质：极化强度和外施电压的关系是非线性的介质，叫非线性介质。

铁电体就是一种典型的非线性介质。在铁电体中存在的极化机构一自发极化。

2.产生铁电性的原因一自发极化

1)自发极化：自发极化的极化状态并非由外电场所造成，而是由晶体的内部结构特点造成的，晶体中每一个晶胞里存在固有电耦极矩，这类晶体通常称为极性晶体。

2）自发极化强度

铁电晶体晶胞中的电偶极矩是电介质在转变为铁电体时自发出现的，虽有若干种可能取向，但其数值为一定。这个数值除以晶胞的体积所得到的商称为自发极化强度Ps。

3)铁电体：铁电体是在一定温度范围内含有能自发极化，并且发极化方向可随外电场作可逆转动的晶体。

   当铁电体的晶胞自发极化而出现电矩时，相邻晶胞的电矩可以同向排列形成电畴，并出现铁电性；也可以相间反向排列而成为反铁电性。

   铁电晶体一定是极性晶体，但并非所有的极性晶体都是铁电体。只有某些特殊的晶体结构，在自发极化改变方向时，晶体构造不发生大的畸变，才能产生以上的反向转动。铁电体就具有这些特殊的晶体结构。

铁电体晶体中并不含有铁。

3.铁电晶体的种类

1）有序-无序铁电体

其自发极化同个别离子的有序化相联系。

     典型的有序-无序型铁电体是含有氢键的晶体。这类晶体中质子的有序运动与铁电性相联系，例如KH2PO4就是如此。

2）位移型铁电体

自发极化同一类离子的亚点阵相对于另一类亚点阵的整体位移相联系。

     位移型铁电体的结构大多同钙钛矿结构及钛铁矿结构紧密相关。

 钛酸钡是典型的钙钛矿型的铁电体。BaTiO4>120℃，立方结构，晶体无铁电性；BaTiO4<120℃，晶体结构产生畸变，为四方结构，有铁电性，通常将这种温度称为居里温度或居里点。铁电体在居里点处，由于自发极化的突变引起介电常数的显著变化。