Ferroelektricitet

Ferroelektricitet, egenskap hos vissa icke-ledande kristaller, eller dielektriska material, som uppvisar spontan elektrisk polarisering (separation av centrumet för positiv och negativ elektrisk laddning, vilket gör att en sida av kristallen blir positiv och den motsatta sidan negativ) som kan vändas i riktning genom applicering av ett lämpligt elektriskt fält. Ferroelektricitet har fått sitt namn i analogi med ferromagnetism, som förekommer i material som järn. Järnatomer, som är små magneter, ställer spontant in sig i kluster som kallas ferromagnetiska domäner, som i sin tur kan orienteras huvudsakligen i en viss riktning genom att ett yttre magnetfält appliceras.

Ferroelektriska material – t.ex. bariumtitanat (BaTiO3) och Rochelle-salt – består av kristaller där de strukturella enheterna är små elektriska dipoler; det vill säga, i varje enhet är centrumen för positiv laddning och för negativ laddning något åtskilda. I vissa kristaller ställer dessa elektriska dipoler spontant upp sig i kluster som kallas domäner, och i ferroelektriska kristaller kan domänerna orienteras huvudsakligen i en riktning med hjälp av ett starkt externt elektriskt fält. Om man vänder på det yttre fältet vänder man på den dominerande orienteringen av de ferroelektriska domänerna, även om övergången till en ny riktning släpar något efter förändringen av det yttre elektriska fältet. Denna eftersläpning av den elektriska polarisationen bakom det applicerade elektriska fältet är ferroelektrisk hysteres, benämnd i analogi med ferromagnetisk hysteres.

Ferroelektricitet upphör i ett givet material över en karakteristisk temperatur, kallad Curie-temperaturen, eftersom värmen rör om dipolerna tillräckligt mycket för att övervinna de krafter som spontant riktar in dem.