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강유전체(ferroelectrics)

작성일 2010-07-30

자발적인 전기편극을 가지고 그 자발적 편극이 전기장에 의해 방향을 반전할 수 있는 결정.이 때의 유전성을 강유전성이라고 한다.

강유전성구역 구조를 가지고 전기장이 없는 상태에서는 전체의 전기편극은 0 또는 작은 값이지만 전기장을 크게 하면 자발적 편극의 반전이 일어나서 보통은 자기화곡선과 비슷한 이력이나 포화현상이 나타난다.

온도를 높이면 어느 온도에서 강유전성을 잃고 상유전상으로 전이하므로 자발편극이 사라진다.

이 전이온도를 퀴리온도라고 한다.

 

전이는 제2차전이 외에 제1차전이인 경우도 있다.

제1차전이에서는 퀴리온도 부근에서 2중 또는 3중 이력곡선이 관측된다.

로셀염처럼 두 전이온도 사이에서만 자발적 편극을 가지는 것도 있다.

자발적 편극의 값은 온도에 따라 변한다.

 

작은 교류 전기장을 걸어 측정한 전기감수율은 (따라서 유전상수도) 강유전상에서는 크고 온도와 함께 증가하며 퀴리온도에서는 비정상이 생겨서 날카로운 극대를 나타낸다.

그보다 높은 온도에서는 대체로 퀴리바이스의 법칙에 따라 감소한다.

자발적 편극이 생기는 기구에는 두 종류가 있다.

 

질서무질서형에서는 결정내에 반전(또는 회전)이 생기는 영구2중극자가 있으며 이를테면 수소결합같은 것 때문에 이들 사이에 상호작용이 있어서 협동현상으로서 영구2중극자의 정렬이 일어난다.

그 대표적인 예는 인산이수소칼륨 KH PO 이다.

이 경우에는 2중극자의 배향 방법에 둘 또는 그 이상의 자유도가 있다.

변위형에서는 강유전상의 결정구조가 상유전상보다 대칭성이 낮고, 낮은 온도에서 안정함으로써 자발적 편극이 생긴다.

 

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