反鐵電體的基本特征

反鐵電性的概念，是美國(guó)科學(xué)家 Kittle 在 1951 年，根據(jù)宏觀唯象理論提出的，其具體定義為：“反鐵電體晶格內(nèi)部的離子會(huì)發(fā)生與鐵電體類似的自發(fā)極化，但不同于鐵電體，反鐵電體內(nèi)部相鄰晶格具有方向相反的自發(fā)極化，因而表現(xiàn)出零剩余極化強(qiáng)度。”因此，反向平行排列的偶極子是反鐵電體區(qū)別于鐵電體重要的特征，這在宏觀上表現(xiàn)為總的自發(fā)極化強(qiáng)度等于零。若對(duì)反鐵電體施加電場(chǎng)強(qiáng)度大于反鐵電體偶極子反轉(zhuǎn)所需的電場(chǎng)時(shí)，材料內(nèi)部的偶極子同向平行排列，這時(shí)材料就由反鐵電相轉(zhuǎn)變成了鐵電相，具體過(guò)程如圖 2.4 所示。使反鐵電體偶極子反轉(zhuǎn)所需的電場(chǎng)就是材料的正向轉(zhuǎn)折電場(chǎng)。

反鐵電體在電場(chǎng)作用下會(huì)發(fā)生鐵電-反鐵電相變，從而表現(xiàn)出雙電滯回線，如圖 2.5 所示。在自由狀態(tài)下，反鐵電體內(nèi)偶極子反向平行排列，表現(xiàn)為宏觀極化強(qiáng)度為零；在小電場(chǎng)加載下，電場(chǎng)使得部分偶極子開(kāi)始轉(zhuǎn)向，宏觀極化強(qiáng)度開(kāi)始增加；當(dāng)電場(chǎng)大于材料的正向轉(zhuǎn)折電場(chǎng) EAF時(shí)，材料內(nèi)部相鄰偶極子在電場(chǎng)作用下迅速轉(zhuǎn)向?qū)崿F(xiàn)同向平行，表現(xiàn)為宏觀極化強(qiáng)度迅速增加；若電場(chǎng)繼續(xù)增加，已轉(zhuǎn)變?yōu)殍F電態(tài)的材料宏觀極化強(qiáng)度逐漸達(dá)到飽和。降低加載電場(chǎng)，材料的極化強(qiáng)度逐漸減小；當(dāng)外電場(chǎng)小于材料的反向轉(zhuǎn)折電場(chǎng) EFA 時(shí)，材料內(nèi)部偶極子恢復(fù)反向平行排列，宏觀極化強(qiáng)度急速減小，變回反鐵電相。