铁电体的基本特征

　　铁电材料是在特定温度区间内存在自发极化的一类材料，且在外场作用下，材料自发极化的方向随外场方向而改变。因此，“铁电性”就是晶体的自发极化在外场作用下发生改变的性质。钙钛矿型铁电体是数目多的一类铁电体，其通式为 ABO3，结构如图 2.2 所示。钙钛矿结构可用简立方格子来描述，顶角为离子半径较大的 A 离子，体心为离子半径较小的 B 离子，O 离子占据面心位置。这样，就形成了 B 离子在中心，O 离子在顶点的氧八面体。在钙钛矿铁电体和其他一些含氧八面体中，B 离子会发生偏离中心位置的移动，这就是这些材料自发极化的来源。当外界条件变化时，铁电体在外界刺激下发生顺电-铁电相变，位于体心的 B 离子偏离中心位置，晶胞中的正负电荷重心不重合，存在电偶极矩并产生自发极化。
 

　　电滞回线，表明了材料极化强度随外加电场变化滞后的现象，如图 2.3 所示，是铁电材料主要的特征。若外加电场改变，铁电体的极化就会改变，且这种改变是非线性的。当外电场发生转向时，铁电材料内部新的铁电畴开始成核长大，畴壁发生移动，终发生极化转向。电滞回线充分表明铁电材料中自发极化在电场作用下是可翻转的，这一特性在实现数据存储方面有重要应用，特别是在非挥发性存储器件中的应用。不仅如此，铁电材料是介电材料、压电材料和热释电材料的亚族，所以铁电材料除了具备铁电性之外，还必然具备介电、压电、热释电等性能，在半导体、应用物理等领域均有重要应用。