Ferroelektrik
Materyaller

Ferroelektrik materyallerin dahili elektrik dipolü, materyal örgüsüyle çiftler oluşturur. Bu nedenle, örgüyü değiştiren her şey, aynı zamanda dipolün sağlamlığını; diğer bir deyişle spontane kutuplaşmasını değiştirir. Spontane kutuplaşmadaki değişim, yüzeydeki yüklerin değişimine sebep olur. Bu da ferroelektrik kondansatörlerde, kondansatöre etki eden herhangi bir harici voltaj olmasa bile akımın oluşmasına neden olur. Materyal örgüsünün boyutlarını değiştiren iki etki, kuvvet ve sıcaklıktır. Harici baskı uygulamasına bağlı olan yüzey yükleri üretimine piezoelektrik denir. Sıcaklık değişimine bağlı olan spontane kutuplaşma değişimine pyroelektrik adı verilir.
Genel olarak, kristallerde 32 krisal sınıfında, 230 boş/ara sınıf ve 21 tane merkezi simetrik olmayan grup bulunur ve bunların 20 tanesi pizoelektriktir. Pizoelektrik olanların 10 tanesi spontane elektrik kutuplaşmasına sahiptir. Bunlar sıcaklıkla farklılaştığı için pyroelektrik adını alır. Pyroelektirik materyallerin bazıları ferroelektriktir.
| 32 Crystalline classes |
| --- | --- | --- | --- |
| 20 classes piezoelectric | 20 classes piezoelectric | 20 classes piezoelectric | piezoelectrik harici |
| 10 classes pyroelectric | 10 classes pyroelectric | pyroelectrik harici | piezoelectrik harici |
| ferroelektrik | ferroelektrik harici | pyroelectrik harici | piezoelectrik harici |
| e.g. : BaTiO3, PbTiO3 | e.g. : Turmalin | e.g. : Quartz |  |
Ferroelektrik faz geçişleri sıklıkla uzanımlı/yer değiştirmeli (BaTiO3 gibi) veya düzenli-düzensiz (NaNO2)olarak sınıflandırılır. Faz geçişleri sıklıkla iki özelliğide gösterir. Baryum titanate tipik bir uzanımlı ferroelectik örneğidir ve faz geçişi polarlaşma dönüm noktası'ndan anlaşılır. Bu noktada iyon denge konumundan biraz uzaklaşır; kristale ait iyonlardan kaynaklanan elektrik alanın sebep olduğu kuvvet, elastik geri yükleme kuvvetinden daha hızlı artar. Bu durum iyonların denge pozisyonunda asimetrik bir değişime ve geçici dipol momentine sebep olur. Baryum titanate'teki iyonic yer değiştirme, sekizgen oksijen kafesinin içindeki titanyum iyonuyla ilişkilidir. Bir başka  ferroelektrik materyal olan lead titanate'in yapısı baryum titanate'e benzemesine rağmen, ferroelektrik için gereken sürücü kuvvet; lead ile oksijen atomlarının arasındaki ilişkiden dolayı karmaşık hale gelir. Düzenli-düzensiz yapıdaki ferroelektriklerde, her bir hücre için bir dipol momenti vardır ancak yüksek sıcaklıklarda gelişigüzel bir dağılım gösterir. Düşük sıcaklıklarda ise, faz geçişi boyunca dipol sırası etkinlik alanının içinde hep aynı yöndedir.
Lead zirconate titanate (PZT), ferroelektrik materyallerin kullanımında önemli bir yere sahiptir. PZT ferroelektrik lead titanate ve ferroelektrik olmayan lead zirconate arasındaki katı çözeltinin parçasıdır. Farklı yapılar; hafıza uygulamaları gibi farklı alanlarda kullanılır. PZT için lead titanate yapılar tercih edilirken, piezoelektrik uygulamalar; 50/50' ye yakın yapıdaki morphotik faz sınırlarıyla ilişkili değişik piezoelektrik katsayılardan oluşturulur.
Ferromanyetiklerde olduğu gibi, ferroelektrik kristaller sıklıkla geçiş sıcaklığı ve alan yapısı süresini gösterir.
Bazı ferroelektrik kristallerin geçiş fazının doğası hala tam olarak anlaşılamamaktadır.
1974 yılında, R.B.Meyer simetrik argümanları kullanarak ferroelektrik likit kristaller olabileceğini tahmin etti ve tahmini kısa bir süre içinde simetrik likit kristal fazdaki yatık ferroelektiriklerin davranışlarının gözlemlenmesi sonucunda doğrulandı. Artık teknoloji yatık ekran monitörlerine izin veriyordu. Toplu üretim 1994-1999 yılları arasında Canon tarafından gerçekleştirildi. Ferroelektrik likit kristaller yansıtıcı LCoS yapımında kullanıldı.
2010 yılında, David Field, sıradan kimyasal filmlerin (örneğin; nitrous okside, propan) ferroelektrik özellikte olduğunu keşfetti. Bu yeni ferroelektrik materyal sınıfı spontelektrik özellik gösteriyordu ve nanoteknolojiden, yıldızlar arasındaki toza etki eden elektriğe kadar  geniş bir uygulama alanına sahip oldu.
Diğer ferroelektrik materyaller triglycine sulfate, polyvinylidene fluride ve lityum tantalate içerir..