電介質與鐵電體

熱釋電效應

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有些晶體本就帶著內置的極化,電荷在它們內部輕輕偏向一邊。現在把這樣一塊晶體稍微加熱或冷卻一下。這份內置極化會隨溫度變化而強弱不同,這一變化又讓晶體兩端冒出一個小電壓。極化對溫度的這種敏感,就是熱釋電效應。

它之所以發生,是因為加熱會讓晶體膨脹、抖動,從而改變電荷究竟偏離中心多遠,於是自發極化隨溫度而漲落。在溫度變化的當口,原本悄悄平衡著極化的那層表面電荷一時對不上號,一個可測量的電壓便閃現出來。一旦把溫度穩住,雜散電荷又慢慢爬回來重新平衡,電壓隨之消退——熱釋電效應只對「變化」做反應,而不對一份恆定的溫暖做反應。

這之所以重要,是因為它是那些一開就亮門廊燈、一觸就報警的運動感應探測器的基礎:它們感知的,是有人走過時身體那變化著的紅外熱量。最關鍵的誤解是,以為一塊持續溫暖的晶體會給出一個恆定電壓;其實只有溫度在變動時你才拿得到信號。每一種熱釋電晶體也必定是極性的、壓電的,但並非每一種壓電晶體都是熱釋電的。

那個一感應到動靜就點亮門廊燈的傳感器,在一片透鏡後面藏著一塊熱釋電晶體。當一個溫熱的人走進視野,晶體的溫度會一瞬間往上跳,它的極化隨之改變,那一下短促的電壓脈衝就告訴電路:「有東西動了。」

運動傳感器讀取的,正是溫熱身體經過時熱釋電晶體產生的電壓脈衝。

熱釋電效應只在溫度變化期間給出信號;一塊被保持在任何恆定溫度(無論冷熱)下的晶體,不會產生持久的電壓。

又稱
pyroelectric effect热释电效应