Физика твердого тела - 21 стр.

UptoLike

21
4 ПИРОЭЛЕКТРИКИ
В некоторых пьезоэлектриках подрешетки положительных и
отрицательных ионов оказываются сдвинутыми друг относительно друга в
состоянии термодинамического равновесия, в результате чего такие кристаллы
оказываются поляризованными при отсутствии внешнего электрического поля, то
есть они обладают спонтанной электрической поляризацией. Однако наличие
такой поляризации не наблюдается вследствие осаждения свободных
поверхностных зарядов окружающей среды
на поверхность кристалла под
действием электрического поля спонтанной поляризации. Такие заряды
поступают из среды, пока кристалл не станет нейтральным. Под действием
температуры происходит смещение ионных подрешеток друг относительно друга,
в результате чего изменяется спонтанная поляризация, и появляются
поверхностные электрические заряды. Возникновение этих зарядов называется
прямым пироэлектрическим эффектом, а соответствующие кристаллы -
пироэлектриками. Таким образом, пироэлектрики характеризуются наличием
полярной оси, совпадающей с направлением спонтанной поляризации. При
наличии полярной оси всегда отсутствует центр симметрии, но не наоборот,
поэтому все пироэлектрики являются и пьезоэлектриками, но не наоборот.
Только в десяти из двадцати точечных групп, где наблюдается пьезоэффект,
возможно существование пироэффекта. Пример вещества, которое является
пьезоэлектриком
, но не является пироэлектриком - α-кварц. У
пьезоэлектриков отсутствует центральная симметрия, но выделенного
направления нет.
Наличие спонтанной поляризации означает, что в кристалле все
элементарные диполи направлены одинаково. Однако такая ситуация
возможна лишь при нулевой температуре, так как при отличных от нулях
температурах диполи за счет теплового движения начнут разупорядочиваться,