鐵電疇

鐵電疇指的是鐵電體中自發極化方向相同的區域。鐵電體中自發極化方向相同的微小區域。凡呈現自發極化，並且自發極化的方向能隨外電場方向改變的晶體介質，簡稱為鐵電體。

基本介紹

• 中文名：鐵電疇
• 外文名：ferroelectric domain
• 學科：材料工程
• 領域：工程技術
• 釋義：鐵電體中自發極化方向相同的區域

簡介

通常，鐵電體自發極化的方向不相同，但在一個小區域內，各晶胞的自發極化方向相同，這個小區域就稱為鐵電疇(ferroelectric domains)。兩疇之間的界壁稱為疇壁。若兩個電疇的自發極化方向互成90°，則其疇壁叫90°疇壁。此外，還有180°疇壁等。

鐵電疇與鐵磁疇有著本質的差別，鐵電疇壁的厚度很薄。大約是幾個晶格常數的量級，但鐵磁疇壁則很厚，可達到幾百個晶格常數的量級（例如對Fe，磁疇壁厚約1000 ），而且在磁疇壁中自發磁化方向可逐步改變方向，而鐵電體則不可能。

觀察方法

通常可以用電子顯微鏡透射法、覆膜法、光顯微鏡、化學腐蝕法、熱腐蝕法等來觀察電疇。

原理

在電場作用下，疇壁可以移動。與電場方向基本一致的電疇通過針狀新疇向前生長，最後趨向電場方向。電疇是與自發極化相聯繫的，因此它存在於居里點以下的溫度範圍內。當溫度高於居里點時，電疇消失透明鐵電陶瓷的電疇具有“電控特性”、可由電場控制電疇的取向狀態。而電疇的取向又引起材料光學性質的改變，從而可以製成光開關和光存儲器件。

實例

如圖1，互成反平行排列者稱180°電疇;首尾相接，互成90°排列者稱90°電疇。圖中AA分界線稱為180°疇壁，壁厚約幾個單胞BB分界線為90°疇壁，較180°疇壁厚。電疇類型與晶體對稱性有關。例如鈦酸鋇晶體，當處於四方晶時，有90°和180°疇；處於正交相時有60°，120°，90°和180°疇；處於三方相時，有71°，109°和180°疇。鐵電晶體通常是多疇的，以對應於較低的能量狀態。

圖1

發展

鐵電疇簡介每個自發極化的小區域稱為鐵電疇，其線度為微米數量級。同一鐵電疇內各個電偶極矩取向相同，不同鐵電疇的自發極化方向一般不同，因而巨觀上總的電偶極矩為零。在外電場作用下各鐵電疇的極化方向趨於一致，極化強度P與電場強度E有非線性關係。在峰值固定的交變電場反覆作用下，P與E的關係曲線類似於磁滯回線，稱為電滯回線。以上性質稱為鐵電性，具有鐵電性的電介質稱鐵電體。當溫度升高到某一臨界值Tc時，鐵電疇互解，鐵電性消失，鐵電體轉變為普通順電性電介質，Tc稱為鐵電居里溫度。鐵電體具有很高的電容率。鐵電體必定同時具有壓電性和熱電性。