电介质与铁电体
极性晶体
/ POH-ler KRIS-tul /
大多数晶体都不偏不倚:它们的原子排得如此对称,以至于“上”和“下”毫无分别,没有哪个方向是特别的。极性晶体打破了这份不偏不倚。它的原子堆叠得让某个方向和它的反方向当真不一样,于是晶体带上了一支内置的电箭头——一个永久的电荷分离方向。
这归根结底是对称性的事。在极性晶体里,原子的重复排布没有一个能把结构翻回自身的中心,也没有任何能把那条特殊轴线翻转的对称。结果,每个单元里正电荷和负电荷的中心不再重合,而这些微小的偶极又全都朝着同一个方向,于是即便不加电场,整块晶体也有了一个净的偶极方向。
这之所以重要,是因为“极性”是一道门槛性质:只有极性晶体才可能是热释电的,而铁电体——那些极化能被你切换的——是极性晶体里的一个特殊子集。常见的混淆是把“极性”和“带电”搞混;极性晶体整体上是电中性的,就像一个水分子。它只是把一个方向烤进了骨子里,正如磁铁有南北极,却并不带净电荷。
氧化锌是一种极性晶体:沿着某一条轴,锌层和氧层交替排列,使得晶体的两端当真不同,一个面偏正、另一个面偏负。正是这个内置的方向,让氧化锌既是热释电的、又是压电的。
在氧化锌中,交替的层让晶体两端当真不同——这就是极性晶体。
极性晶体整体上是电中性的;“极性”指的是一个内置的电荷分离方向,而不是带有净电荷。
又称
另见