Сегнетоелектричні матеріали
Нині відомі кілька сотен сегнетоелектричних матеріалів. Порівняльні характеристики деяких з них наведені у таблиці.2.2. Таблиця 2.2. Характеристики деяких сегнетоелектриків
Антисегнетоелектрики – це діелектрики, які не є сегнетоелектриками, але мають, при певних умовах, ряд подібних специфічних фізичних властивос-тей. Головна з них - це наявність фазового переходу, який супроводжується аномаліями діелектричної проникності, подібними до сегнетоелектричних. Температура фазового переходу сильно залежить від зовнішнього електричного поля. Перехід може здійснюватися під впливом поля, а не за рахунок темпера- тури. При переході спостерігається стрибковоподібна зміна поляризації Р, в цілому залежність Р(Е) має вигляд подвійної петлі гістерезису. Типовими антисегнетоелектриками є PdZnO3, NH4Y2PO4, NaNbO3
Гомозаряд обумовлений інжекцією з електродів в діелектрик носіїв заряду та їх локалізацією на домішкових рівнях забороненої зони. В цьому випадку біля катоду розташовується зв’язаний негативний заряд, а біля аноду – зв’яза- ний позитивний заряд, внутрішнє електричне поле має той самий напрямок, що й зовнішнє поле поляризації. Використовують багато методів виготовлення електретів. Більшість заснована на одночасній дії на діелектрик сильного поля поляризації й температури, близької до температури плавлення. Існують й інші, не теплові, методи додаткового фізичного впливу, який повинен зменшувати час релаксації диполів або міграції зарядів В залежності від додаткового фізичного впливу розрізняють термо-, електро-, фото-, магніто-, радіо електрети. Електретний стан може виникати й без дії зовнішнього електричного поля. Під впливом механічної деформації створюють механоелектрети, під час заряджання у полі коронного розряду – короноелектрети, електризацією тертям – трибоелектрети. Основними характеристиками електретів є поверхнева густина зарядів (σпов)), час релаксації зарядів τр та час життя електрета τж (час, у продовж якого матеріал зберігає електретні характеристики). Електретні матеріали. Яскравими електретними властивостями володіють аморфні речовини (воск, парафін та інші) і ряд полімерних матеріалів (акрилові, целюлозні, галогенові полімери, поліефіри, поліаміди й полікарбонати та шнши). Видатним параметров полімерів є тривалий час життя: τж = (3 – 10) років. Електретний ефект притаманний сегнето-, піро- та п’єзоелектрикам електрикам, тканинам живих організмів (біоелектрети – біополімери, кістки, структурована вода, хітин, ДНК, тощо). Висновок. За діелектричними характеристиками функціонально активними матеріалами є сегнетоелектрики й електрети. Сенетоелектрики мають нелінійні залежності Р(Е) і ε (Е), спонтанну поляризацію, доменну структуру, керовану зовнішнім електричним полем, петлю діелектричного гістерезису та залишкову поляризацію.Електрети привертають увагу завдяки залишковій поляризації. Всі ці особливості використовуються в діелектроніці. 2.2. Особливі властивості матеріалів функціональної електроніки
|
Електретні стани. Електре́т — діелектрик, який тривалий час зберігає наполяризований стан після припинення дії зовнішнього електричного поля поляризації (зберігає залишкову поляризацію). Велике різноманіття матеріалів, методів зовнішнього впливу, технологічних прийомів створення електретного стану в діелектрика обумовлює різноманіття проявів електретних станів. Сучасні уявлення про електретні стани спираються на два типи зарядів у діелектриках – гетеро- і гомозаряди. Гетерозаряд обумовлений електричною поляризацією в об’ємі діелектрика внаслідокорієнтації диполів, поляризації електронного або іонного зсуву, а також зміщення просторового заряду. В цьому випадку негативний заряд зосереджується біля аноду, а позитивний біля катоду. Внутрішнє електричне поле спрямоване проти напрямку зовнішнього поля поляризації (рис.2.22).
