鐵電性與鐵電疇是什麽？

所謂鐵電性通常是指鐵電體(ti) 的微觀結構性質。存在電滯回線、電疇結構、自發極化以及相應的晶胞形變（自發應變）、居裏點、居裏-外斯定律等是一般*的鐵電性可能表露出來的最重要的幾種宏觀性質。下麵概括地介紹電介質的各種宏觀鐵電性質。

（一）鐵電疇

通常，一個(ge) 鐵電體(ti) 並不是在一個(ge) 方向上單一地產(chan) 生自發極化。

1.鐵電疇：一個(ge) 自然形成鐵電單晶或鐵電陶瓷晶粒中出現的許多微小區域；每個(ge) 區域中晶胞的電矩取向相同；而相鄰區域的電矩取向不同。這樣的區域稱為(wei) 電疇。

2.疇壁：兩(liang) 疇之間的界壁稱為(wei) 疇壁。

晶體(ti) 中的自發極化方向一般不相同，互相成90°或180°等角度。若兩(liang) 個(ge) 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。

180°疇壁較薄，一般為(wei) 5-20埃，90°疇壁較厚一般為(wei) 50-100埃。為(wei) 了使體(ti) 係的能量*低，各電疇的極化方向通常“首尾相連”。

3.電疇結構與(yu) 晶體(ti) 結構的關(guan) 係

BaTiOa的鐵電相晶體(ti) 結構有四方、斜方、菱形三種晶係，它們(men) 的自發極化方向分別沿[001]，[011]，[111]方向，除了90°。和180°疇壁外，在斜方晶係中還有60°和120°疇壁，在菱形晶係中還有71°，109°疇壁。

多晶體(ti) 中每個(ge) 小晶粒可包含多個(ge) 電疇。由於(yu) 晶體(ti) 本身取向無規則，所以各電疇分布是混亂(luan) 的，因而對外不顯示極性。單晶體(ti) ，各電疇間的取向成一定的角度，如90°，180°。

4.電疇的形成及其運動的微觀機理

(1)電疇的形成

以BaTiO4為(wei) 例。離子位移理論，認為(wei) 自發極化主要是由晶體(ti) 中某些離子偏離了平衡位置造成的。由於(yu) 離子偏離了平衡位置，使得單位晶胞中出現了電矩。電矩之間的相互作用使偏離平衡位置的離子在新的位置上穩定下來，與(yu) 此同時晶體(ti) 結構發生了畸變。自發極化的產(chan) 生由鈦、氧離子間的強耦合作用引起。

設中間部位的鈦離子因熱運動的漲落在某一瞬間向氧離子O1有微小位移，則又使氧離子向鈦離子靠攏，接著由於(yu) 比較大的內(nei) 電場力的傳(chuan) 遞，使自發極化首先沿Ti-O1離子線展開。

同時，由於(yu) 電場力以及彈性力的傳(chuan) 遞，周圍的O2離子也被向下擠。如此，自發極化向橫向發展。橫向發展是間接的，比較弱，因此以上形成的疇核及其發展如針狀。最後的電疇圖案總是電場力與(yu) 彈性力平衡的結果，整個(ge) 體(ti) 係保持能量*低。

（2）電疇“轉向”（電疇運動）

鐵電疇在外電場作用下，總是要趨向於(yu) 與(yu) 外電場方向一致。這形象地稱作電疇“轉向”。

①電疇運動的實現方式

是通過在外電場作用下新疇的出現、發展以及疇壁的移動來實現的。

②180°疇的“轉向”

在電場作用下，180°疇的“轉向”是通過許多尖劈形新疇的出現、發展而實現的。尖劈形新疇迅速沿前端向前發展。

③90°疇的“轉向”

雖然也產(chan) 生針狀電疇，但主要是通過90°疇壁的側(ce) 向移動來實現的。實驗證明，這種側(ce) 向移動所需要的能量比產(chan) 生針狀新疇所需要的能量還要低。

④180°疇與(yu) 90°電疇的轉向的比較：

一般在外電場作用下（人工極化），180°疇：轉向比較充分，同時由於(yu) “轉向”時結構畸變小，內(nei) 應力小，因而這種轉向比較穩定。

90°疇：轉向是不充分（例如BaTiO3陶瓷，90°疇隻有13%轉向），轉向時引起較大內(nei) 應力，所以這種轉向不穩定。當外加電場撤去後，則有小部分電疇偏離極化方向，恢複原位，大部分電疇則停留在新轉向的極化方向上，這叫剩餘(yu) 極化。