铁电与反铁电的比较
材料的铁电性能课件
电场强度继续增大，最后晶体 电畴方向都趋于电场方向，类 似于单畴，极化强度达到饱和， 这相当于图中C附近的部分。
图6.26 铁电电滞回线 (Ps为自发极化强度，Ec为矫顽力）
13
2 自发极化强度Ps 极化强度达到饱和后，再增
加电场，P与E成线性关系，将这 线性部分外推至E=0时的情况， 此时在纵轴P上的截距称为饱和 极化强度或自发极化强度Ps。 3 剩余极化强度
多晶体中每个小晶粒可包含多个 电畴。由于晶体本身取向无规则，所 以各电畴分布是混乱的，因而对外不 显示极性。
单晶体，各电畴间的取向成一定的 角度，如90 °，180 ° 。
图6.31 畴壁
7
4.电畴的形成及其运动的微观机理 （1）电畴的形成
以BaTiO3为例。离子位移理论，认为自发极化主要是由 晶体中某些离子偏离了平衡位置造成的。由于离子偏离了平衡 位置，使得单位晶胞中出现了电矩。电矩之间的相互作用使偏 离平衡位置的离子在新的位置上稳定下来，与此同时晶体结构 发生了畸变。
的电滞回线很接近于矩形，Ps 和Pr很接近，而且Pr较高；陶 瓷的电滞回线中Ps与Pr相差较 多，表明陶瓷多晶体不易成为
单畴，即不易定向排列
图6.34 BaTiO3的电滞回线 20
4)铁电体的应用
①由于它有剩余极化强度，因而铁电体可用来作信息 存储、图象显示。
目前已经研制出一些透明铁电陶瓷器件，如铁电存储和 显示器件、光阀，全息照相器件等，就是利用外加电场使 铁电畴作一定的取向，使透明陶瓷的光学性质变化。铁电 体在光记忆应用方面也已受到重视，目前得到应用的是掺 镧的锆钛酸铅（PLZT)透明铁电陶瓷以及Bi4Ti3O12铁电薄膜。
1)温度对电滞回线的影响 铁电畴在外电场作用下的“转向”，使得陶瓷材料具有宏
电解质物理基础
电解质物理基础电偶极⼦：两个⼤⼩相等的正、负电荷（+q 和-q ），相距为L ，L 较讨论中所涉及到的距离⼩得多。
这⼀电荷系统就称为电偶极⼦。
轴线场强中垂线场强303044r r qLB E πεµπε==电量q 与⽮径L 的乘积定义为电矩，电矩是⽮量，⽤µ表⽰，即µ=q 2L µ的单位是C 2m 。
电介质极化：在外电场作⽤下，电介质内部沿电场⽅向产⽣感应偶极矩，在电介质表⾯出现极化电荷的现象称为电介质的极化。
束缚电荷（极化电荷在与外电场垂直的电介质表⾯上出现的与极板上电荷反号的电荷。
束缚电荷⾯密度记为σ’退极化电场Ed ：由极化电荷所产⽣的场强。
oo E εσ- 介电系数电容器充以电介质时的电容量C 与真空时的电容量C 0 的⽐值为该电介质的介电系数Co Cr =ε它是⼀个⼤于1、⽆量纲的常数，是综合反映电介质极化⾏为的宏观物理量。
平⾏板电容器：E+=o 1εσε’r 有效电场：实际上引起电介质产⽣感应偶极矩的电场称为有效电场或者真实电场，⽤Ee 表⽰。
感应偶极矩与有效电场Ee 成正⽐，即e E αµ=极化强度P ：单位体积中电介质感应偶极矩的⽮量和，即极化强度P 的宏观参数： r E εεχ微观参数：N α e E 联系E E N e o αεε+= 提⾼介电系数1)N ↑;2)α↑;3)Ee ↑微观参数：1、感应偶极矩µ qL =µ2、极化率α：e E αµ=（其物理含义是每单位电场强度的分⼦偶极矩。
α越⼤，分⼦的极化能⼒越强。
单位是F 2m2。
3、极化强度P （单位体积中电介质感应偶极矩的⽮量和，单位是C/m2 µN P = 则e E N P α=εr-1=χ极化系数，宏观参数第三节宏观平均场强E 是指极板上的⾃由电荷以及电介质中所有极化粒⼦形成的偶极矩共同的作⽤场强。
对于平板介质电容器，满⾜：①电介质连续均匀，②介电系数不随电场强度的改变发⽣变化。
铁电性(材料物理性能)
BaTiO3单晶电畴结构的差异，导致两
者之间在铁电性质方面的微小差别。
2211
第二十一页，共24页。
3）电滞回线的意义
A.判定铁电体的依据
铁电材料在外加交变电场作用下都能形成电滞回线，不同材料和不同工艺条件对 电滞回线的形状都有很大的影响。
B.由于有剩余极化强度，因而铁电体可用来作信息存储、图象显示。
AO
铁电体微观结构的特点决定了它有许多特殊
E
的宏观性质，从而区别于普通电介质。
铁电电滞回线(Ps为自发极化强度，Ec为矫顽力）
1144
第十四页，共24页。
A.施加电场
➢沿电场方向的电畴扩展，变大；而
P
Ps B
C
与电场反平行方向的电畴则变小。极 化强度随外电场增加而增加，如图中
oA段曲线。
Pr Ps Pr
压峰效应
如在BaTiO3中加入Bi2/3SnO3 ，其居里点几乎完 全消失，显示出直线性的温度特性可认为其机理是 加入非铁电体后，破坏了原来的内电场，使自发极 化减弱，即铁电性减小。
压峰的目的 为了降低居里点处的介电常数的蜂值，即降低ε-T非线性，也使工
作状态相应于ε-T平缓区。
2244
第二十四页，共24页。
顺电性晶体与铁电性晶体的转变温度称为铁电居里点t时铁电相转变为顺电相电滞回线消失这时p与e一般有线性关系p二铁电体的居里外斯定律居里点附近居里外斯定律为忽略12指铁电体的微观结构性质以及因此而可能显示出来的宏观性质指铁电体的微观结构性质以及因此而可能显示出来的宏观性质电滞回线电畴结构自发极化以及相应的晶胞形变自发应变居里点居里外斯定律等
+
铁电体及其相变
应力诱导相变 是指在应力作 用下，铁电体 晶体结构发生 可逆变化的现
象。
铁电体相变的应用
铁电存储器：利用铁电体的相变特性，实现数据的存储和读取 铁电场效应晶体管：利用铁电体的相变特性，实现晶体管的开关功能 铁电传感器：利用铁电体的相变特性，实现对物理量的检测和测量 铁电显示技术：利用铁电体的相变特性，实现图像的显示和更新
铁电晶体管：利用铁电体的电 场效应，实现晶体管的开关功 能
铁电光子学：利用铁电体的电 场效应，实现光子器件的调制 和控制
铁电材料在生物医学领域的 应用：利用铁电材料的生物 相容性，实现生物医学器件 的制备和应用
铁电体的相变
铁电体的相变类型
顺电相变：铁电体从顺电相变为铁电相 的过程
反电相变：铁电体从铁电相变为反电相 的过程
目的：提高铁电体的性能
效果：提高铁电体的电学性能、热 稳定性等
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
方法：通过表面处理，如涂层、掺 杂等
应用：在电子、能源等领域有广泛 应用
复合改性
复合材料：铁 电体与其他材 料复合，提高
性能
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
改性方法：添 加其他元素或 改变结构，提 高铁电体性能
应用领域：电 子、能源、生 物医学等领域
气相沉积法：在高温下，将 铁电体原料蒸发成气体，然 后在基底上沉积形成铁电体 薄膜
铁电体的性能优化
掺杂改性
掺杂元素：如稀土元素、过渡金属元素等 掺杂方式：固溶体、非晶态、纳米颗粒等 掺杂效果：提高铁电体的电学性能、热稳定性、机械强度等 掺杂机理：通过改变铁电体的晶体结构、电子结构等来优化性能
表面改性
添加标题 添加标题
铁电体的热释电性是指其晶体结构中存在电偶极矩，且电偶极矩的大小可以随温度变化而改变。 铁电体的电致伸缩性是指其晶体结构中存在电偶极矩，且电偶极矩的大小可以随外加电场而改变。
铁电材料和反铁电材料
05
CATALOGUE
铁电材料与反铁电材料的前沿研究
多铁性材料的研究
多铁性材料是指同时具有铁电性和磁性的复合功能材料，其研究主要集中在探索 新型多铁性材料、提高材料的性能以及开发多铁性材料在电子器件和存储器等领 域的应用。
目前，科研人员正在研究如何通过合成和制备技术，获得具有优异性能的多铁性 材料，如高居里温度、高自发极化、低损耗等特性，以满足实际应用的需求。
性能优化与改性
铁电材料的性能优化
通过调整材料的化学组成、制备工艺和后处理方法，可以显 著提高铁电材料的各项性能指标，如自发极化、机电耦合系 数和居里温度等。这些优化措施有助于扩大铁电材料在电子 、信息、能源等领域的应用范围。
反铁电材料的性能改进
与铁电材料类似，反铁电材料的性能也可以通过优化合成工 艺和调整化学组分来提高。例如，通过引入掺杂元素或改变 晶体结构，可以增强反铁电材料的稳定性、提高其抗疲劳性 能和降低漏电流等。
铁电材料在电场作用下发生形变，形变量 与电场强度之间呈线性关系。
压电性
热电性
铁电材料在压力作用下产生电荷，电荷量 与压力之间呈线性关系。
铁电材料在温度梯度作用下产生电荷，电 荷量与温度梯度之间呈线性关系。
铁电材料的应用
传感器
利用铁电材料的压电性和热电性 等特点，制作出各种传感器，用 于测量压力、温度、加速度等物
03
CATALOGUE
铁电材料与反铁电材料的比较
结构比较
铁电材料
具有自发极化，在一定温度范围 内表现出电偶极矩的晶体。常见 的铁电材料有钛酸钡、锆钛酸铅 等。
反铁电材料
在一定温度范围内表现出相反的 电偶极矩，即反铁电态的晶体。 常见的反铁电材料有硫酸铵、硫 酸钠等。
反铁电体电滞回线形状特点
反铁电体电滞回线形状特点1.引言1.1 概述概述部分的内容可以包括对反铁电体和电滞回线形状特点的简要介绍。
反铁电体是一种特殊的电性材料，具有非常独特的电滞回线形状特点。
在外加电场的作用下，反铁电体会出现明显的电滞现象，即在电场的变化过程中，其极化强度呈现非线性的变化趋势。
与铁电体相比，反铁电体不仅在电场的变化方向上有电滞现象，而且在反向电场下也会出现电滞现象。
反铁电体的电滞回线形状特点是其极化强度与外加电场之间的关系。
常见的反铁电体电滞回线形状特点包括S形、M形和P形等。
S形的电滞回线形状特点表现为在电场升高后，极化强度先是缓慢上升，然后急剧上升，最后趋于饱和。
M形的电滞回线形状特点表现为在电场升高过程中，极化强度先是缓慢上升，然后下降，再次上升，最后趋于饱和。
P形的电滞回线形状特点表现为在电场升高后，极化强度先是缓慢上升，然后急剧上升，最后趋于饱和，而在电场减小的过程中，极化强度则保持不变。
对于反铁电体电滞回线形状特点的研究具有重要的科学意义和应用价值。
了解反铁电体的电滞回线形状特点可以揭示其内部极化机制，为材料的设计和应用提供指导。
此外，反铁电体的电滞回线形状特点还可以用于存储器件、传感器和电场调控器件等领域的应用，具有广泛的市场前景。
本文将系统地探讨反铁电体电滞回线的形状特点，通过对已有研究成果的综述和分析，总结出其常见的形状特征，为进一步的研究和应用提供依据。
同时，对未来的研究方向和展望进行探讨，期望能够推动反铁电体研究领域的发展，为相关领域的技术创新和应用开发做出贡献。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以从以下几个方面进行叙述：首先，介绍文章的整体结构。
可以简要描述文章分为引言、正文和结论三个主要部分，并说明每个部分的重点内容。
引言部分主要概述了反铁电体电滞回线形状特点的研究背景和意义，正文部分详细介绍了反铁电体的定义以及电滞回线的形状特点，结论部分对反铁电体电滞回线形状特点进行总结，并展望了未来的研究方向。
(完整word版)材料物理复习题
名词解释1。
磁晶的各向异性：单晶体的磁性各向异性2。
自发磁化:铁磁性材料在没有外加H时，原子磁矩趋于同向排列，而发生的磁化3。
磁畴：铁磁质自发磁化成的若干个小区域4、第一类超导体：大多数纯金属超导体,在超导态下磁通从超导体中全部逐出，具有完全的迈斯纳效应（完全的抗磁性)。
5。
压电体：当挤压或拉伸时，两端能产生不同的电荷的晶体6、马基申定律：ρ＝ρ（T）＋ρ残7.铁电畴：铁电体中自发极化方向相同的区域8。
自发极化：在一定温度范围内、单位晶胞内正负电荷中心不重合，形成偶极矩，呈现象极性。
这种在无外电场作用下存在的极化现象称为自发极化9.激子：空穴带正电，电子带负电，它们之间的库仑吸引互作用在一定的条件下会使它们在空间上束缚在一起，这样形成的复合体称为激子。
10。
激光:11。
磁致伸缩材料：具有磁致伸缩特性的材料。
磁性伸缩铁磁体在磁场中磁化时,其尺寸或体积发生变化的现象.12。
剩余磁感性强度:当对磁体施加完一个磁场以后,产生磁通密度。
但是把磁场去掉以后，磁通密度并不会减小到0,出现剩余磁场，此为剩余磁通密度。
13.磁弹性能：当铁磁体存在应力时，磁致伸缩要与应力相互作用，与此有关的能量14、反铁电体：在一定温度范围内相邻离子联线上的偶极子呈反平行排列,宏观上自发极化强度为零,无电滞回线的材料，称为反铁电体。
15、铁电畴：在一个小区域内，各晶胞的自发极化方向都相同，这个小区域称为铁电畴16、电介质的击穿：一般外电场不太强时，电介质只被极化，不影响其绝缘性能.当其处在很强的外电场中时，电介质分子的正负电荷中心被拉开，甚至脱离约束而成为自由电荷，电介质变为导电材料.当施加在电介质上的电压增大到一定值时，使电介质失去绝缘性的现象称为击穿17、第二类超导体:铌、钒及其合金中，允许部分磁通透入,仍保留超导电性.存在两个临界磁场，较低的Hc1和较高的Hc2.18、热释电体:对于具有自发式极化的晶体，当晶体受热或受冷后，由于ΔT而导致自发式极化强度变化（ΔPS),从而在晶体的一定方向上产生表面极化电荷的现象称为“热释电效应”.具有热释电效应的材料称为热释电体。
第11章 铁电性质
S
材料物理 上海大学
1.小面元dS附近分子对面S内极化电荷的贡献 在dS附近薄层内认为介质均匀极化 薄层：以dS为底、长为l的圆柱体
S
dS
只有中心落在薄层内的分子才对 面S内电荷有贡献。
外场
P
dS
所以，
dq′ = qnl dS cosθ
= PdScosθ = P ⋅ dS
l
P = nql
F
F
E0
E0
材料物理 上海大学
外场越大，电矩趋于外场方向一致性越好，电矩的矢量和也越大 说明：电子位移极化效应在任何电介质中都存在，而分子转向 极化只是由有极分子构成的电介质所特有的，只不过在有极分 子构成的电介质中，取向极化效应比位移极化强得多，因而是 主要的。 1）不管是位移极化还是取向极化，其最后的宏观效果都是 产生了极化电荷。
以晶格动力学为基础； 波恩和黄昆：一个晶体可以稳定存在的条件是它对于其晶格中所有 频率的简正振动是稳定的（该点在相变理论研究中未引起重视）。 自发极化的出现联系于布里渊区中心某个光学横模的“软化” － －－科考仑和安德森。 简谐振动中，连接小球的弹簧在外力作用下变软，直至弹性系数变 为0，该振动模式被“冻结”。
综 2）两种极化都是外场越强，极化越厉害，所产生的分子电 述： 矩的矢量和也越大。
3）极化电荷被束缚在介质表面，不能离开电介质到其它带 电体，也不能在电介质内部自由移动。它不象导体中的自由 电荷能用传导方法将其引走，称为束缚电荷。
材料物理 上海大学
二、电介质定义及有关物理量： 1 、电偶极矩：由大小相等、符号相反、彼 此相距为l的两点电荷(+q、-q)所组成的束缚 系统，称为偶极子，偶极子的大小和方向常 用电偶极矩p来表示(方向由负电荷指向正电 O 荷)
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铁电体与反铁电体的相同点
在相变温度时，介电常数出现反 常值； 在相变温度以上，介电常数与温 度的关系遵从居里－外的不同点
关于电滞回线
铁电体中由于出现畴结构，一般地宏观极化强 度p＝0。当外电场E 很小时p与E有线性关系。 当E足够大以后，出现p 滞后于E而变化的关系 曲线称为电滞回线。经过固定振幅的强交变电 场多次反复极化之后，电滞回线有大致稳定的 形状,参见图。其中的箭头标明回线循环的方向。 当 E很大时极化趋向饱和，从这部分外推至纵 轴的截距p称为饱和极化强度。E由幅值减小时 p 略有降低，当E＝0时，铁电体具有剩余极化 强度pr；当电场反向至E=-Ec时，剩余极化迅速 消失，反向电场继续增大时极化反向形成大致 对称的回线；Ec称为矫顽场。电滞回线是判断 铁电性的重要标志。
钛酸钡的晶体结构图和铁电相变图
典型的反铁电材料
1. 2. 3. 4.
5.
NH4H2PO4型（包括NH4H2AsO4及氘代盐等 ）； （NH4）2SO4型（包括NH4HSO4 及NH4LiSO4等 ）； （NH4）2H3IO6型（包括Ag2H3IO6 等）； 钙钛矿型（包括NaNbO3、PbZrO3、PbHfO3、Pb （Mg1／2W1／2）O3等）； RbNO3等。
反铁电体的研究方向
反铁电体的应用
贮能应用 •利用反铁电-铁电相变时的D-E的非线性关系 （双电滞回线），做贮能电容器和电压调节 元件。 换能应用 •利用反铁电-铁电相变的体积效应，做换能器。
贮能应用
利用反铁电材料的极化强度-电场的双电滞回 线特性，可以制作一种新型的电压调节器件。 把这种器件与电路中的负载并联，可以使负 载两端电压稳定在一个相当狭窄的范围之内。 这种器件适于在高压下使用，尺寸小，重量 轻，不需附加别的装置，能用于交流、直流 和脉冲功率源。
换能应用
从反铁电到铁电的相变可以由于温度变化、提 高电场或改变压力形式而发生。材料在相变过 程中会发生体积变化。从立方顺电相或反铁电 相向铁电相转变，都伴随着体积的增加。这样， 利用电场强迫反铁电到铁电的相变，就会因晶 胞几何体积的变化把电能转换为机械能。
反铁电陶瓷
目前的研究
目前实际应用的反铁电材料主要是改性的 PbZrO3陶瓷。对PbZrO3进行改性掺杂，会使它 的反铁电-铁电相变点降低，甚至可以降到室 温以下；或者一个极化电场，使它变成亚稳的 铁电相。
集成铁电体的研究
1.
2.
铁电薄膜与半导体的集成称为集成铁电体，近年来广泛开 展了此类材料的研究。铁电存贮器的基本形式是铁电随机 存取存贮器。早期以为主要研究对象，直至年实现了的商 业化。与五六十年代相比，当前的材料和技术解决了几个 重要问题。一是采用薄膜，极化反转电压易于降低，可以 和标准的硅或电路集成；二是在提高电滞回线矩形度的同 时，在电路设计上采取措施，防止误写误读；三是疲劳特 性大有改善，已制出反转次数达5*1012次仍不显示任何疲 劳的铁电薄膜。 在存贮器上的重大应用己逐渐在铁电薄膜上实现。与此同 时，铁电薄膜的应用也不局限于铁电随机存贮器，还有铁 电场效应晶体管、铁电动态随机存取存贮器等。除存贮器 外，集成铁电体还可用于红外探测与成像器件，超声与声 表面波器件以及光电子器件等。
铁电体的性质
铁电 性
铁电 体 介电 性 压电 性
铁电性：在一些电介质晶体中，晶胞的结构使正负 电荷重心不重合而出现电偶极矩，产生不等于零的 电极化强度，使晶体具有自发极化，晶体的这种性 质叫铁电性。 介电性：将某一均匀的电介质作为电容器的介质而 置于其两极之间，则由于电介质的极化，将使电容 器的电容量比真空为介质时的电容量增加若干倍的 性质。 压电性：某些介质的单晶体，当受到定向压力或张 力的作用时，能使晶体垂直于应力的两侧表面上分 别带有等量的相反电荷的性质。
铁电液晶和铁电聚合物的基础和应用研究
1.
2.
1975年MEYER发现，由手性分子组成的倾斜的层状c 相液晶具有铁电性。在性能方面，铁电液晶在电光显 示和非线性光学方面很有吸引力。电光显示基于极化 反转，其响应速 度比普通丝状液晶快几个数量级。非 线性光学方面，其二次谐波发生效率已不低于常用的 无机非线性光学晶体。 聚合物的铁电性在70年代末期得到确证。虽然PVDF 的热电性和压电性早已被发现，但直到70年代末才得 到论证，并且人们发现了一些新的铁电聚合物。聚合 物组分繁多，结构多样化，预期从中可发掘出更多的 铁电体，从而扩展铁电体物理学的研究领域，并开发 新的应用。
A.
关于双电滞回线
反铁电体在转变温度以下，邻近的 晶胞彼此沿反平行方向自发极化。 反铁电体一般宏观无剩余极化强度， 但在很强的外电场作用下，可以诱 导成铁电相，其P-E呈双电滞回线。 其在E较小时，无电滞回线，当E很 大时，出现了双电滞回线。
反铁电相变
在顺电-铁电相变中，各晶胞中出现了电偶极 矩，铁电相晶胞与顺电相晶胞比较，只是发生 了微小的畸变。在顺电-反铁电相变中，顺电 相的相邻晶胞出现了方向相反的偶极矩，显然 这样的“晶胞”已不能作为反铁电相的结构重 复单元。反铁电相晶胞的体积因而是顺电相晶 胞的倍数。晶胞体积倍增是反铁电相变的特征 之一。反铁电相变可认为是顺电相相邻晶胞出 现反向极化的结果，于是反铁电相点群可由顺 电相点群与反向极化的叠加而得出。
铁电体的效应
光电效 应
光折变 效应
铁电 体
声电效 应
热释电 效应
光电效应：物质由于吸收光子而产生电的现象。 声电效应：通过在半导体中传播的声波的作用 而产生电动势的一种现象。 热释电效应：由于温度的变化引起极化状态改 变的现象。 光折变效应：在光场的作用下使材料中的折射 率发生了可逆的变化的现象。
反铁电换能器存在的问题
1.
2.
3.
反铁电换能器的相变滞后要消耗很大能量， 损耗较大，目前效率最高只能达到40%左右 （压电换能器可达90%）； 使用反铁电换能器必须外加一个很高的直流 偏压（相当于相变电场）； 由于内耗大，工作中发热大，不大可能进行 连续操作，只能作脉冲式的工作，工作频率 太高也不行（超声的频率就已经不大适应 了），所以只能在低频、低工作循环时使用。
THANK YOU！！！
铁电体的特性：
极化强度P和电场强度E有复杂的非线性关 系，εr不是常量，它随E变，最大可达几千； B. 有电滞现象，在周期性变化的电场作用下， 出现电滞回线，有剩余极化强度； C. 当温度超过某一温度时，铁电性消失，这 一温度叫做居里（Pierre Curie）温度； D. 铁电体内存在自发极化小区，把这种小区 叫做电畴。 正是因为存在电畴，铁电体才具有以上这些 独特的性质。
反铁电体的定义：
反铁电体： 反铁电体：在一定温度范围内 相邻离子联线上的偶极子呈反 平行排列，宏观上自发极化强 度为零，无电滞回线的材料， 称为反铁电体。
典型的铁电材料
铁电材料概括起来可以分为两大类： a.一类以磷酸二氢钾 KH2PO4 --简称KDP--为代表， 具有氢键，他们从顺电相过渡到铁电像是无序 到有序的相变； b.另一类则以钛酸钡为代表，从顺电相到铁电相 的过渡是由于其中两个子晶格发生相对位移。
铁电与反铁电的比较
性质 2. 铁电体的研究进展 3. 反铁电体的研究进展 4. 反铁电陶瓷
1. 铁电体和反铁电体的基本
铁电体的定义： 铁电体：某些晶体在一定的温度 范围内具有自发极化，而且其自 发极化方向可以因外电场方向的 反向而反向，晶体的这种性质称 为铁电性 铁电性，具有铁电性的晶体称 铁电性 为铁电体 铁电体
铁电体的研究进展
第一性原理的计算
现代能带结构方法和高速计算机的反展使得 对铁电性起因的研究变为可能。通过第一性原 理的计算，对BaTiO3、PbTiO3、KNbO3和LiTaO3 等铁电体，得出了电子密度分布，软模位移和 自发极化等重要结果，对阐明铁电性的微观机 制有重要作用。
尺寸效应的研究
随着铁电薄膜和铁电超微粉的发展，铁电尺寸 效应成为一个迫切需要研究的实际问题。近年 来，人们从理论上预言了自发极化、相变温度 和介电极化率等随尺寸变化的规律，并计算了 典型铁电体的铁电临界尺寸。这些结果不但对 集成铁电器件和精细复合材料的设计有指导作 用，而且是铁电理论在有限尺寸条件下的发展。
铁电体各种性质的应用
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
铁电性: 铁电场效应晶体管FFET 介电性:大容量电容\可调谐微波器件 压电性:压电传感器\换能器\马达 电光效应:光开关\光波导\光显示器件 声光效应:声光偏转器 光折变效应:光调制器件\光信息存储器件 热释电效应:非致冷红外焦平面阵列
换能应用
传统的压电体的能量转换是线性的，而且是可逆的。 但是，由于介电损耗及机械损耗的原因，它只能在低 负荷循环下工作，而可转换 的能量密度约为0.05焦耳 /厘米3。利用电场强迫反铁电相变，转变为铁电体， 使它放出机械能；或者施加压应力强迫铁电体转变为 反铁电体，使放出电能。这种方法产生的机电能量转 换的能量密度可超过1焦耳/厘米3。强迫相转变换能 实际是使铁电陶瓷内部大量的电畴发生再取向，因而 有更大的能量密度。但这时全部或大部分极化状态受 到破坏，能量转换过程是非线性的。由于伴随着有电 滞回线现象，因而重复率及负荷循环必须低。施加偏 压可以使相转变成为可逆的。