Ferroelettricità

Ferroelettricità, proprietà di certi cristalli non conduttori, o dielettrici, che mostrano una polarizzazione elettrica spontanea (separazione del centro di carica elettrica positiva e negativa, rendendo un lato del cristallo positivo e il lato opposto negativo) che può essere invertita in direzione dall’applicazione di un campo elettrico appropriato. La ferroelettricità è chiamata così per analogia con il ferromagnetismo, che si verifica in materiali come il ferro. Gli atomi di ferro, essendo piccoli magneti, si allineano spontaneamente in ammassi chiamati domini ferromagnetici, che a loro volta possono essere orientati prevalentemente in una data direzione dall’applicazione di un campo magnetico esterno.

I materiali ferroelettrici – per esempio, titanato di bario (BaTiO3) e sale di Rochelle – sono composti da cristalli in cui le unità strutturali sono piccoli dipoli elettrici; cioè, in ogni unità i centri di carica positiva e di carica negativa sono leggermente separati. In alcuni cristalli questi dipoli elettrici si allineano spontaneamente in gruppi chiamati domini, e nei cristalli ferroelettrici i domini possono essere orientati prevalentemente in una direzione da un forte campo elettrico esterno. Invertendo il campo esterno si inverte l’orientamento predominante dei domini ferroelettrici, anche se il passaggio a una nuova direzione è un po’ in ritardo rispetto al cambiamento del campo elettrico esterno. Questo ritardo della polarizzazione elettrica rispetto al campo elettrico applicato è l’isteresi ferroelettrica, chiamata per analogia con l’isteresi ferromagnetica.

La ferroelettricità cessa in un dato materiale al di sopra di una temperatura caratteristica, chiamata temperatura di Curie, perché il calore agita i dipoli a sufficienza per superare le forze che li allineano spontaneamente.