電介質與鐵電體
鐵電體
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大多數絕緣體只在你給它們加著電場時才顯出極化;一關電場,它們就回到中性。鐵電體卻不同,也更奇特:它自己就帶著一份天生的極化,而且你能用足夠強的電場把這份極化的方向翻過來,翻過去它還能保持住。它就像一個開關,記得你上一次把它扳向了哪邊。
在鐵電晶體內部,原子安頓在一種稍微偏離中心的排布裡,於是留下一份朝著某個方向的、永久的電荷牽引——這就是自發極化。外加電場能把原子推到鏡像對稱的那種排布去,從而把極化反轉過來,原子就停在那裡,直到被推回來為止。把它加熱越過一個特殊的溫度,即居里點,那種偏心的有序就消融掉,剩下一個普通的電介質。
這之所以重要,是因為這種可切換、能記住的極化,讓鐵電體非常適合做存儲晶片,而它們巨大的介電響應又讓它們成為電容器和傳感器的寵兒。名字本身是最常見的混淆:「鐵」字源於鐵元素,因為這種行為很像磁鐵,但鐵電體裡根本不含鐵,和磁性也毫不相干——這個類比指的是「翻轉並記住」的行為,而不是材料本身。
在鐵電存儲晶片裡,每個微小的單元只靠它內置極化指向哪邊,來存一個一或一個零。讀出或改寫一位,就是輕推那份極化讓它翻轉——而由於斷電後它依舊不動,這種晶片不用電池也能記住自己的數據。
鐵電存儲單元用內置極化的指向來存一個位元。
儘管名字裡有「鐵」,鐵電體並不含鐵,也沒有磁性——這個詞只是借用了與鐵磁體的類比,後者的磁化同樣能被翻轉、被記住。
又稱
另見