Kas ir feroelektriskā keramika?

Materiāliem, kuriem piemīt šī īpašība, parasti ir perovskīta kristāla struktūra, termins, kas nāk no minerāla perovskīta (CaTiO3) vai kalcija titanāta. Šiem savienojumiem ir vispārīgā formula ABX3, kur A ir liels katjons, B ir daudz mazāks katjons un X ir anjons, parasti skābeklis. Šo materiālu kristāliskā struktūra ir tāda, ka “A” katjoni veido kubisku režģi, kurā katra kuba iekšpusē ir “B” katjons, ko ieskauj seši “X” anjoni. Perovskīta struktūrām nav simetrijas centra, jo “B” katjonam ir tendence pārvietoties prom no centra — tas ir būtiski feroelektriskajam efektam. Feroelektriskās keramikas ar šāda veida kristāla struktūru piemēri ir bārija titanāts (BaTiO3), svina titanāts (PbTiO3) un kālija niobāts (KNbO3).

Kad tiek pielietots elektriskais lauks, “B” katjoni maina pozīciju kristāla režģī atbilstoši lauka orientācijai un paliek šajās pozīcijās, kad lauks ir izslēgts. Tā rezultātā materiāls kļūst elektriski polarizēts. Tomēr “B” katjonu pozīcijas var mainīt, pielietojot elektrisko lauku ar atšķirīgu orientāciju. Tādā veidā feroelektriskā keramika var ierakstīt informāciju un tāpēc to var izmantot datora atmiņā.

Viens no svarīgākajiem feroelektrības lietojumiem ir feroelektriskā brīvpiekļuves atmiņa (FRAM). Tas piedāvā ļoti ātru datu uzglabāšanu un izguvi ar priekšrocību, ka saglabātie dati tiek saglabāti, ja nav strāvas padeves. Feroelektriskā keramika ir ļoti piemērota izmantošanai arī kondensatoros. Daudzslāņu kondensatori, kas sastāv no simtiem plānu bārija titanāta loksņu ar apdrukātiem elektrodiem, tiek ražoti lielos daudzumos, un tiem ir plašs pielietojuma klāsts, piemēram, ultraskaņas attēlveidošanā un augstas jutības infrasarkanajās kamerās. Citas pielietojums ietver plānslāņa feroelektrisko keramiku, ko var izmantot optiskajos viļņvados un optiskās atmiņas displejos.