Ферроики

В физике — общее название , ферроики данное изучению ферромагнетиков , сегнетоэлектриков и сегнетоэластиков .

Обзор

В основе ферроиков лежит понимание больших изменений физических характеристик, которые происходят в очень узком температурном диапазоне. Изменения физических характеристик происходят, когда фазовые переходы происходят около некоторого критического значения температуры, обычно обозначаемого $T_{c}$. Выше этой критической температуры кристалл находится в неферроидном состоянии и не проявляет интересующих физических характеристик. При охлаждении материала внизу $T_{c}$ он претерпевает самопроизвольный фазовый переход . Такой фазовый переход обычно приводит лишь к небольшому отклонению от структуры неферроидного кристалла, но при изменении формы элементарной ячейки точечная симметрия материала снижается. Физически именно это нарушение симметрии позволяет образовывать ферроидную фазу.

В сегнетоэлектриках при понижении температуры ниже $T_{c}$, спонтанный дипольный момент индуцируется вдоль оси элементарной ячейки. Хотя отдельные дипольные моменты иногда могут быть небольшими, эффект $10^{24}$ В элементарных ячейках возникает немалое электрическое поле, которое над объемным веществом имеет немаловажное значение. Важным моментом в отношении сегнетоэлектриков является то, что они не могут существовать в центросимметричном кристалле. Центросимметричный кристалл – это кристалл, в котором точка решетки $\left(x,y,z\right)$ можно отобразить в точке решетки $\left(-x,-y,-z\right)$.

Ферромагнетики — это термин, с которым знакомо большинство людей, и, как и в случае с сегнетоэластиками, спонтанное намагничивание ферромагнетика можно объяснить нарушением точечной симметрии при переключении из парамагнитной фазы в ферромагнитную. В этом случае, $T_{c}$ обычно называют температурой Кюри .

В сегнетоэластичных кристаллах при переходе от неферроидной (или прототипной фазы ) к ферроидной фазе индуцируется спонтанная деформация. Примером сегнетоупругого фазового перехода является случай, когда кристаллическая структура самопроизвольно меняется от тетрагональной структуры (форма квадратной призмы) к моноклинной структуре (общий параллелепипед ). Здесь форма элементарной ячейки до и после фазового перехода различна, и, следовательно, деформация внутри объема возникает .

В последние годы к мультиферроикам возрос интерес . Эти материалы проявляют более одного ферроидного свойства одновременно в одной фазе. четвертый ферроидный порядок, названный ферротороидным порядком . Также был предложен

См. также

• Пьезоэлектричество
• Пироэлектричество