Сегнетоэлектрики

В 20-30 гг. нашего века было показано, что в некоторых ионных кристаллах электрическая поляризация может возникать спонтанно, в отсутствие электрического поля. Впервые явление было обнаружено у сегнетовой соли и было названо сегнетоэлектричеством. Термин «сегнетоэлектричество» ввел И.В. Курчатов. В иностранной литературе применяется термин «ферроэлектричество», так как сегнетоэлектрики — электрические аналоги ферромагнетиков.

Рассмотрим кратко основные свойства сегнетоэлектриков.

1. У обычных диэлектриков зависимости и линейны вплоть до самых высоких, технически достижимых полей. У сегнтоэлектриков эти зависимости носят более сложный характер, причем величины D и P зависят не только от поля E, но и от предыстории образца. Если взять свежий (только что изготовленный) образец и увеличивать поле от нуля до некоторого значения E_s (рис), то в конце концов поляризация перестанет возрастать, наступает насыщение. При этом P = P_s. Если теперь уменьшать поле до нуля, то кривая пойдет выше первоначальной кривой. При E = 0 поляризация оказывается отлична от нуля и равна P_r. Чтобы поляризация снова оказалась равной нулю, нужно изменить направление поля и приложить к образцу поле — E_c. Когда поле будет равно – E_s, образец опять окажется поляризован до насыщения, но уже в противоположном направлении, P = – P_s. Таким образом, изменяя поле от – E_s до + E_s, получим так называемую петлю гистерезиса, представленную на рис.. Зависимость выглядит аналогично.

Отмеченные на рисунке величины имеют особые названия:

E_s — поле насыщения;

P_s — поляризация насыщения;

E_c — коэрцитивная сила;

P_r — остаточная поляризация.