什麽是鐵電疇？

  為(wei) 什麽(me) 鐵電體(ti) 會(hui) 有電滯回線？主要是因為(wei) 鐵電體(ti) 是由鐵電疇組成的。理想單疇鐵電單晶體(ti) 中，晶體(ti) 內(nei) 部區域的自發極化P全部指向同一方向，整個(ge) 晶體(ti) 將在內(nei) 外部空間建立起電場。那麽(me) 周圍空間將儲(chu) 存相當大的靜電能量，從(cong) 能量角度來看，這種狀態是不穩定的。因此，晶體(ti) 中鐵電相的自發極化總是會(hui) 分裂成一係列極化方向不同的小區域，其自發極化在外部空間建立的電場互相抵消，因而，整個(ge) 單晶對外不呈現電場。事實上，鐵電晶體(ti) 中的鐵電相通常是由自發極化方向不同的區域按一定規律排列組成的，這些自發極化相同的小區域便稱為(wei) 電疇。分隔電疇的界麵稱為(wei) 疇壁。如果相鄰疇的極化方向相差90°，則稱為(wei) 90°疇，其間的疇壁稱為(wei) 90°疇壁。如果相鄰疇的極化方向相差180°，則稱為(wei) 180°疇，其疇壁為(wei) 180疇壁。疇壁的厚度很薄，僅(jin) 有幾個(ge) 晶胞的尺寸。鐵電體(ti) 通常是多電疇體(ti) ，在外加高電場下極化反轉或重新定向過程是通過疇壁移動和新疇壁的產(chan) 生及運動來完成的。

  在鐵電體(ti) 中，電疇是不會(hui) 任意取向的，隻能沿某幾個(ge) 特定的晶向取向。每種鐵電體(ti) 中鐵電相的疇結構中自發極化允許的取向取決(jue) 於(yu) 該鐵電體(ti) 中原型相的對稱性，即在鐵電體(ti) 原型結構中與(yu) 鐵電體(ti) 極化軸等效的軸向。如BaTiO₃在室溫下的四方結構4mm點群，其自發極化軸為(wei) Z軸[001]或[001(-)]方向，而其非鐵電相的原型為(wei) 立方結構m3m。在m3m點群中與(yu) [001] 晶向等效的尚有[010]、[01(-)0],和[100]、[1(-)00]，方向。這些晶向在四方結構的BaTiO₃,鐵電體(ti) 的疇結構中，也是其自發極化的可能取向。

  鐵電晶體(ti) 的疇結構，還受晶體(ti) 自發應變的製約。由於(yu) 在一切固體(ti) 介質中均普遍存在電致伸縮效 應，隨著自發極化出現，晶體(ti) 沿自發極化的方向伸長，並在垂直於(yu) 自發極化的方向收縮。由於(yu) 這種應變同樣是在無外場和外應力時出現的，因此被稱為(wei) 自發應變。顯然，在鐵電晶體(ti) 中，電疇壁區域內(nei) 將會(hui) 出現強的局部內(nei) 應力。

  考慮鐵電體(ti) 的疇結構中自發極化方向和自發應變兩(liang) 個(ge) 因素。在鈣鈦礦型的四方晶相鐵電體(ti) 中，可以同時存在180°疇和90°疇外，還存在60°，而在三方相中除有180°疇外，還有70°疇和109°疇。圖中給出了鈦酸鋇晶體(ti) 中相鄰電疇的自發極化方向為(wei) 90°和180°兩(liang) 種較簡單的電疇結構示意圖。通常，相鄰電疇的自發極化方向總是首尾銜接的，特殊情況下出現*對接的電疇。對於(yu) 多晶鐵電體(ti) ，由於(yu) 各晶粒間晶軸取向的任意性，因此，就整個(ge) 多晶體(ti) 而言，不同電疇中自發極化的相對取向之間沒有任何規律性。