فروالکتریک

View Categories

فروالکتریک

2 min read

فروالکتریک
پدیده فروالکتریسیته مربوط به انتقال فاز در مواد است. در فاز فروالکتریک خود، ماده قطبش خود به خودی را نشان می دهد، به طوری که از حوزه هایی با قطبش غیر صفر حتی در میدان اعمال شده صفر تشکیل شده است. این شبیه به مغناطیس دائمی در فرومغناطیس است که نام مورد استفاده برای چنین موادی را توضیح می دهد. اعمال میدان الکتریکی می‌تواند دامنه‌ها را دوباره مرتب کند که منجر به قطبش خالص در ماده می‌شود. در میدان‌های الکتریکی بسیار بزرگ، قطبش اشباع می‌شود، زیرا تمام حوزه‌های فروالکتریک در ماده در راستای میدان اعمال‌شده در یک راستا قرار دارند. فعل و انفعالات دیوار دامنه همچنین می تواند منجر به پسماند قابل توجهی در قطبش شود.
فرض بر این است که همه حوزه ها دارای پلاریزاسیون با قدر Ps یکسان هستند ، اما قطبش می تواند جهت گیری های متفاوتی داشته باشد میدان الکتریکی اعمال شده جهت دامنه را تغییر می دهد و قطبش خالص حاصل در ماده فروالکتریک از رابطه ضمنی غیرخطی زیر بدست می آید:
(2-8)
زمینه موثر در مطالب توسط
که در آن ماتریس α جفت بین دامنه را مشخص می کند.
شکل پلاریزاسیون با تابع L با ویژگی های زیر مشخص می شود:
برای میدان های موثر ضعیف، قطبش تقریباً خطی است
و می توان با ماتریس حساسیت الکتریکی اولیه χ 0 مشخص کرد .
برای میدان های قوی، قدر قطبش به مقدار اشباع نزدیک می شود
سه گزینه ممکن تابع Langevin است
و یک مماس هذلولی:
مدل سازی هیسترزیس
مدل هیسترزیس Jiles-Atherton برای مواد فروالکتریک در COMSOL Multiphysics موجود است. مدل فرض می کند که قطبش کل را می توان به عنوان مجموع قطعات برگشت پذیر و غیر قابل برگشت نشان داد.
تغییر قطبش را می توان از معادله افزایشی زیر محاسبه کرد:
که در آن برگشت‌پذیری با ماتریس r مشخص می‌شود و قطبش بی‌هیسترتیک از رابطه‌ای مشابه با معادله 2-8 پیدا می‌شود :
تغییر قطبش برگشت ناپذیر را می توان از روی آن محاسبه کرد
که در آن از دست دادن سنجاق با ماتریس p مشخص می شود .
ارجاع
6. RC Smith و CL Hom، “A Domain Wall Model for Ferroelectric Hysteresis” Journal of Intelligent Material Systems and Structures , vol. 10، نه 3، صص 195-213، 1999.