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Quali sono i materiali ferroelettrici?

I materiali ferroelettrici sono materiali che possiedono una polarizzazione di carica naturale che può essere invertita da un campo elettrico esterno, noto come processo di commutazione.La proprietà della ferroelettricità è conosciuta dal 1921 e, dal 2011, oltre 250 composti mostrano tali caratteristiche.La ricerca si è concentrata su titanati di piombo, pbtio 3 e composti correlati.Dei materiali ferroelettrici studiati a partire dal 2011, tutti hanno dimostrato di essere materiali piezoelettrici.Ciò significa che se la pressione meccanica o altre forme di sollecitazione energetica dall'energia audio o luminosa vengono applicate a tali composti, genereranno elettricità.

Le applicazioni della ferroelettricità abbracciano un ampio spettro di dispositivi elettronici, da componenti di circuiti come condensatori e termistori a dispositivi con elettro-ottiche o capacità ad ultrasuoni.Una delle arene più attivamente studiate per i materiali ferroelettrici è quella della memoria del computer.Ingegneria I materiali su una scala di nanometri producono ciò che è noto come nanodomain di vortice che non richiedono un campo elettrico per cambiare polarizzazione.Diversi sistemi universitari statali negli Stati Uniti che lavorano insieme fino al 2011 con il Lawrence Berkeley National Laboratory stanno perfezionando il materiale, che richiederebbero un potere elettrico molto meno rispetto alle tradizionali unità di computer magnetico.Sarebbe anche una forma a stato solido di memoria dei dati che funziona molto più velocemente e con una maggiore capacità di archiviazione rispetto alla memoria flash attualmente sul mercato, con il potenziale per archiviare un giorno interi sistemi operativi e software, facendo avviarsi in modo molto le velocità del computer e l'elaborazionemaggiore.

L'effetto ferroelettrico trae il nome dal ferromagnetismo, che descrive materiali magnetici permanenti basati sul ferro che si trovano in natura.Questo è un po 'improprio, tuttavia, poiché la maggior parte dei materiali ferroelettrici non si basano sull'elemento ferro.I sali di acido titanico che derivano dal biossido di titanio costituiscono molti dei principali materiali ferroelettrici sotto ricerca.Questi includono bario titanato, batio 3 , titanato zirconato di piombo, PZT o composti correlati come nitrato di sodio, nano 2 .

PZT è il materiale ferroelettrico più utilizzato nell'industria a partire dal 2011. È un materiale ibrido traTitanato di piombo ferroelettrico e zirconato di piombo anti-ferrolettrico, che consente di progettare le formule per il materiale più vicino a una o alle altre estremità dello spettro ferroelettrico o anti-ferrolettrico.Poiché la PZT può essere sintonizzata per la sua sensibilità ai campi meccanici, audio o elettrici e, poiché è un materiale ceramico facilmente modellato, modellato e tagliato, viene spesso utilizzato per sensori passivi e trasmettitori in frequenze altamente specifiche.