فروالکتریسیته

فروالکتریسیته مشخصه بعضی از مواد است که دارای قطبش الکتریکی خود به خودی هستند و با استفاده از یک میدان الکتریکی خارجی قابل برگشت است. [ ۱] [ ۲] تمام فروالکتریک ها با توجه به خاصیت اضافی که قطبش الکتریکی طبیعی آنها قابل برگشت است ، پیروالکتریک هستند. این اصطلاح در قیاس فرو مغناطیس استفاده می شود ، که در آن ماده یک لحظه گشتاور مغناطیسی دائمی را نشان می دهد. فروالکتریکی در سال 1920 در نمک روشل توسط والاسک کشف شد در حالی که فرومغناطیس از قبل شناخته شده بود . [ ۳] بنابراین ، پیشوند ferro ، به معنی آهن ، علی رغم این واقعیت که اکثر مواد فروالکتریک حاوی آهن نیستند ، برای توصیف خاصیت استفاده شد. موادی که هم فروالکتریک و هم فرو مغناطیسی باشند به عنوان چند فروئیک ها شناخته می شوند.
هنگامی که بیشتر مواد به صورت الکتریکی قطبی می شوند، پلاریزاسیون القا شده، P، تقریباً متناسب با میدان الکتریکی خارجی اعمال شده E است. بنابراین قطب بندی یک تابع خطی است. بنابراین قطبش یک تابع خطی است. ( شکل را ببینید ) . این پلاریزاسیون دی الکتریک خطی نامیده می شود.
برخی از مواد ، معروف به مواد پاراالکتریک [ ۴] قطبش غیرخطی تقویت شده بیشتری نشان می دهند ( شکل را ببینید ) . گذردهی الکتریکی مربوط به شیب منحنی پلاریزاسیون، مانند دی الکتریک خطی ثابت نیست، بلکه تابعی از میدان الکتریکی خارجی است.
مواد فروالکتریک علاوه بر غیرخطی بودن، قطبش خود به خودی غیر صفر را حتی در صورت صفر بودن میدان الکتریکی اعمال شده نشان میدهند. ویژگی متمایز مواد فروالکتریک این است که قطبش خود به خودی این مواد را می توان با یک میدان الکتریکی قوی اعمال شده در جهت مخالف معکوس کرد. ؛ بنابراین قطبی شدن هم به میدان الکتریکی فعلی و هم به تاریخچه آن نیز بستگی دارد و یک حلقه پسماند ایجاد می کند. آنها را در قیاس با مواد فرو مغناطیسی، فروالکتریک می نامند ، که دارای مغناطش خود به خودی هستند و حلقه های پسماند مشابهی را نشان می دهند.
به طور معمول ، مواد ، فروالکتریسیته را فقط زیر دمای انتقال فاز خاصی نشان می دهند، که دمای کوری ( T C ) نامیده می شوند و بالاتر از این دما دی الکتریک هستند. در این دما قطبش خود به خودی از بین می رود و کریستال فرو الکتریک به حالت پاراالکتریک تبدیل می شود. بسیاری از فروالکتریک ها خواص پیروالکتریک خود را در بالای TC به طور کامل از دست می دهند، زیرا فاز پاراالکتریک آنها دارای ساختار کریستالی مرکز متقارن است. [ ۵]