Ferroelectricidad
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Ferroelectricidad. Es una propiedad empírica de materiales dieléctricosno entrosimétricos, que poseen por lo menos dos estados orientacionales enantiomorfos termodinámicamente estables, que pueden ser intercambiados de uno al otro por influencia de un campo eléctrico externo y cuya única diferencia es la dirección del vector de polarización. El efecto físico observable es que el material presenta una polarización después que se retira el campo eléctrico. Se puede explicar en función de una alimentación residual de dipolos permanentes. Un ejemplo es el titanato de bario. Los materiales que retienen una polarización neta, una vez retirado el campo, se conocen como materiales ferroeléctricos.
Sumario
Ciclo de histérisis
- El ciclo muestra el efecto del campo eléctrico sobre la polarización y sobre la alineación de los dipolos.
- Al aplicar un campo, observamos que los dipolos empiezan a alinearse con dicho campo. El campo alinea a todos los diplos obteniéndose la polarización máxima (ó de saturación) “Ps”(punto 3),es decir, todos los dipolos orientados en la misma dirección y sentido.
- Cuando se retira el campo, queda una polarización remanente “Pr”(punto 4), debido al acoplamiento entre dipolo, el material queda permanentemente polarizado.
- Cuando aplicamos un campo en dirección opuesta, a la anterior, algunos dipolos permanecen en la misma dirección y sentido mientras que los otros se invierten. Por tanto en este punto la polarización es nula, este campo aplicado se conoce como campo coercitivo (punto 5).
- Si seguimos aumentando este campo inverso se producirá una saturación con polarización opuesta (punto 6), igual que el punto 3 pero de forma inversa.
- El área contenida dentro de dicho ciclo esta relacionada con la energía necesaria para que la polarización cambie de una dirección a otra.
Ferroelectricidad frente a temperatura (temperatura de Curie)
Efecto de la temperatura sobre la constante dieléctrica.
- Por encima de la temperatura de Curie crítica, el comportamiento dieléctrico y el comportamiento ferroeléctrico se pierden, donde el comportamiento térmico se impone frente al campo eléctrico aplicado, es decir, los dipolos se encuentran desordenados sin dirección y sentido.
- Por debajo de dicha temperatura el comportamiento eléctrico predomina frente al comportamiento térmico, es decir, los dipolos tienden alinearse en la misma dirección y sentido, se ordenan.
Aplicaciones
- Fabricación de condensadores
- Detectores de infrarrojo.
- Generación y detección de ultrasonidos
