鐵電性（ferroelectricity）

多數絕緣體在你施加電場之前都是「死」的：沒有電場，就沒有極化。鐵電體卻是「活」的。即使沒有施加任何電場，它也帶著一個內建的電極化——一種被凍進晶體的、永久而單向的電荷分離——而且關鍵在於，只要施加夠強的電場，你就能把這個極化翻到相反方向，而它會保持翻轉後的狀態。它是「一塊可以被重新磁化的永久磁鐵」的電學孿生兄弟；「鐵電」這個名字是類比自鐵磁性而借來的，而且令人困惑地，與鐵毫無關係。

這個內建的極化稱為自發極化 P_s，之所以出現，是因為低於某個溫度後，晶體會自發地變形，使它的正電荷中心不再疊在負電荷中心之上。在鈦酸鋇中，那顆在 130 度 C 以上坐落於六個氧籠正中央的小 Ti4+ 離子，會在該溫度以下微微滑離中心——就像一顆滾進兩個淺凹之一的彈珠。由於有兩個（其實是好幾個）等價的偏心位置，極化可以指向任一方向，而電場能把離子從一個凹推到另一個凹，切換 P。這種可切換性正是決定性的判準：一個帶有無法反轉之固定內建極化的材料（如普通石英）只是「極性」的，而非鐵電的。

鐵電性是一整類電子陶瓷背後的引擎。易極化的晶格帶來電容陶瓷的巨大介電常數；可切換的極化提供了非揮發性鐵電記憶體（FeRAM）的兩個穩定狀態；而每一個鐵電體自動也是壓電與焦電的，所以這單一性質也是感測器、致動器與紅外偵測器的底層。關於這個家族樹的一個關鍵誠實：32 個晶類是層層包含的——所有鐵電體都是焦電體、所有焦電體都是壓電體，但反過來不成立。鐵電性也要求非中心對稱的結構，並且在一個材料特定的溫度、即居里溫度以上完全消失，此時晶體驟然彈回它未變形、非極性的形態。