A ferroelektromosság egy automatizált internetrendszer reprodukciós és

A ferroelektromosság az elektromos tulajdonságok gyűjteménye, amely a dielektrikumok csoportjára jellemző, a ferroelectrics néven.

Dielektromos (szigetelő) - olyan anyag, amely rosszul vezet, vagy egyáltalán nem vezet elektromos áramot. A szabad töltéshordozók sűrűsége egy dielektrikában nem haladja meg a 10 8 cm -3 értéket A dielektrikum fő tulajdonsága abban rejlik, hogy egy külső elektromos mezőben polarizálódik
A ferroelektrikaták közé tartoznak a következő tulajdonságokkal rendelkező kristályos dielektrikumok:

A ferroelektromos kristályokban spontán polarizáció létezik külső mező hiányában. A kristályok ilyen állapotát poláris (vagy ferroelektromos) állapotnak nevezik. A spontán polarizációja ferroelectrics különböző tartományok 10 -7 -10 -5 C / cm 2. A hagyományos alkáli-halogenid kristályok, mint a nagyobb értékek az indukált polarizáció érhető el a következő területeken: július 10-augusztus 10 V / m.

Amikor a kristályt a Curie pont fölé melegítik (egy bizonyos hőmérsékleti érték), akkor a poláris állapotból származó kristály nempoláris állapotba kerül, vagyis ez. amikor a spontán polarizáció nulla. Egyes kristályok poláris állapotban vannak bizonyos hőmérsékleti tartományban, ezért alacsonyabb Curie-ponttal jellemezhetők. A nem poláros állapotban lévő kristály egy közönséges dielektrikum.

A fázisátmenet egy éles változás nagysága spontán polarizáció és a dielektromos állandó (permittivitás - mennyiség jellemző dielektromos tulajdonságainak a közeg - a válasz az elektromos mező kapcsolatban D = eE, ahol E - .. Az elektromos mezőt, D - elektromos indukció a közegben dielektromos állandója - arányossági tényező e legtöbb dielektrikumokon nem túl erős mezőket permittivitásának független a mező E. Segentoelektriki jellemezve. a nagymértékű permittivitás jellemzi, ami erősen függ a hőmérséklettől).

A poláris állapotban a ferroelektromos kristály domináns szerkezetű. A domainek spontán (spontán) polarizációjú mikroszkopikus régiók, amelyek a dielektromos belső folyamatok hatására keletkeznek. Az eltérő villamos pillanatok iránya eltérő. A doménszerkezet következménye a hiszterézis-függés (amelyet tovább részletezzünk) az elektromos indukció és a mező között, valamint a kristály és a polarizáció polarizációja között.

A kristály teljes dipólus pillanatát a domének pillanatainak összege határozza meg. Ezért, annak hiányában a külső mező kompenzálja és polarizációs tartományok egészére nulla. Amikor a mező gyenge ahhoz, hogy megváltoztassák dipólusok ellentétes irányú a területen, a kristály viselkedik, mint egy lineáris dielektromos (lásd 1. ábra, a rész oa). A további növekedés a feszültség, a teljes perdület a minta változások miatt az elmozdulás a doménfalak, valamint a nukleációs és növekedési új domének. Ennek eredményeként ezek a mechanizmusok, a növekedési ütem P (E) növeli (1. ábra, AB része), és végül, ha a teljes kristályt egy állam a polarizáció iránya mentén, E. telítettség része lép fel (1. ábra, bc része), amelyen rostro (E) annak köszönhető, hogy indukált polarizációs. Ps a minta spontán polarizációjának értéke. Amikor a mező csökken, és egy további növekedése a fordított területén variáció P (E) van bdfg görbe. fekvő felett a kezdeti szakaszban a görbe, mivel az elmozdulás a domén falak és a növekedést az új domének zaderzhivaetsya.Pri teljes ciklus változása a mező az előre és hátra, a görbe ír le egy zárt hurkot hiszterézis leküzdeni. Az Ec mező. amelyet a P-nál nulla értékre kell csökkenteni, kényszerítő mezőnek nevezik. Nagysága a kristály hőmérsékletétől, térfrekvenciájától, vastagságától és minőségétől függ. Pr a maradék polarizáció.

A P (E)

A ferroelektródák spontán polarizációjának megjelenése a szerkezeti változásokhoz kapcsolódik a Curie-ponton való áthaladás során. A fázisátmenet fajtája szerint a ferroelektromos kristályok két csoportra oszthatók:

Az első csoportba tartoznak azok is, amelyek az "elmozdulás" típusú átmeneten mennek keresztül. Ebben az átmenetben a spontán polarizáció az egyik szublaktor ionjainak eltolódása a másikhoz képest (a 2. ábrán a bárium-titanát)

A bárium-titanát szerkezete.

2. ábra. a a nempoláris fázis köbsejtje; b - a bárium-titanát szerkezetének átrendeződése a nempoláris és a poláris fázis közötti fázisátmenet során Tc = 393K. az atomok elmozdulása d1 = -0,09 * 10 -8 cm, d2 = + 0,05 * 10 -8 cm d3 = -0,05 * 10 -8 cm; c egy cubic unit cell, amely T> Tc-ben (Curie hőmérséklet) stabil; r egy köbös sejt deformációja egy másik fázisban való átmenet során<393К.

Amikor az elmozdulás történik, elektromos dipólus keletkezik, és ennek következtében spontán polarizáció.

A második csoport magában foglalja a ferroelektrikat a rendszerszintű típusú fázisátalakítással. Ebben az esetben a spontán polarizáció lép eredményeként rendelési hidrogénkötés (hidrogénkötési - van gyenge kötés között fellépő elektronegatív atom a molekula és elektropozitív hidrogénatom nucleus H, amely kapcsolatban van kovalensen egy másik elektronegatív atommal Same szomszédos molekula) csoportokban ionok, vagy magukat ionos csoportokat a kristályegység celláját. (kálium-dihidrogén-foszfát, Rochelle-só)

Jelenleg több mint száz olyan anyag ismeretes, amelyek ferroelektromos tulajdonságokkal rendelkeznek. A Rochelle-só, a kálium-dihidrogén-foszfát és a bárium-titanát kristályai legismertebbek. Az 1. táblázatban szereplő jellemző paraméterek:

Néhány ferroelektrika jellemző paraméterei

Curie hőmérséklet, Tc. K

A ferroelektromos anyagokat széles körben tanulmányozták különféle alkalmazások szempontjából. Elég, hogy csak néhány példát adjon. Egy nagy dielektromos állandója közel a Curie-hőmérséklet (például, BaTiO3) az érdeklődés abból a szempontból használható többrétegű kondenzátorok. Lítium-niobát (LiNbO3), amelynek nagy elektro-optikai együtthatókat - a legjobb anyag integrált optikai modulátorok és terelőelemek. A vékonyan cirkonát-titanát és lantán (PLZT) intenzíven tanulmányozták annak érdekében, hogy felejtő memória chip segítségével szilícium technológiával. (Bistabil polarizáció -. Ideális kiindulópont bináris memória sejtek) Crystal KH 2PO 4 széles körben használják az optikai lézeres frekvencia megduplázása. Tól triglicin-szulfát (TGS) gyártott fotodetektorok infravörös.

Ferroelektromos véletlen hozzáférésű memória (1. ábra).

A ferroelektromos RAM mikropórusai kombinálják a statikus RAM tulajdonságait és a nem felejtő adattárolást. Azonban a kétféle tárolóeszköz gyártási technológiája radikálisan különbözik, ami meghatározza a munka és a különféle alkalmazások különböző jellemzőit.

A ferroelektromos hatás az egyes anyagok azon képességéből áll, hogy az elektromos polarizáció állapotát külső elektromos mező hiányában megőrizzék. A stabil polarizáció a belső elektromos dipólusok orientációjának eredményeképpen jön létre a ferroelektromos anyagban egy külső elektromos mező hatására. Egy külső elektromos tér alkalmazása bizonyos küszöbértéket meghaladó feszültséggel a belső elektromos dipólusok tájolásához vezet. A külső mező fordított irányban történő megváltozása a belső dipólusok megfelelő átrendeződéséhez vezet. Mivel nincs szükség külső villamos mezőre az anyag polarizált állapotának fenntartásához, a ferroelektromos cellát használhatjuk bináris adatok tárolására is, hatalom hiányában.

Mivel az adatok olvasása egy bizonyos polarizációs állapot kényszerített beállításához kapcsolódik, az olvasási ciklus elpusztítja a memóriában tárolt információkat. Ezért az olvasás után vissza kell állítania az eredeti adatokat. Ezt beépített regeneráló áramkörök végzik. A regenerációs ciklust hardverenként végzik el minden olvasás után, és nincs szükség további kontrollra.

1. Kirensky L. V. Magnetism, 2 ed. M. 1967;

2. Vonsovskii SV A mágnesesség modern tanítása, M.-L. 1952;

Beágyazott keretek támogatása szükséges.