Ferroélectricité

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Les cristaux ferroélectriques ont un moment dipolaire électrique même en l’absence d’un champ électrique extérieur. On peut expliquer cela simplement en évoquant le décalage des barycentres des charges positives et négatives.

Habituellement on observe une variation rapide des propriétés diélectriques (par exemple la polarisation) à la température de Curie T_c (ou température de transition de phase T_tr). Si elle est continue, elle indique une transition du second ordre selon la théorie de Landau, car le degré d’ordre tend continûment vers zéro lorsque la température augmente.

Polarisation spontanée en fonction de la température dans les matériaux ferroélectriques.

On distingue généralement deux sortes de transitions ferroélectriques :

• La transition ordre-désordre : généralement, dans la phase paraélectrique les mailles du cristal ont un moment dipolaire sans orientation privilégiée car les dipôles permanents sont parfaitement désordonnés ; la polarisation macroscopique est donc nulle. Au contraire dans la phase ferroélectrique les moments dipolaires des différentes mailles présentent un ordre orientationnel.
  

• La transition displacive (de l’anglais displace qui veut dire déplacer) : c’est la transition typique des perovskites (comme BaTiO₃, PZT (PbZr_1-xTi_xO₃),BST (Ba_1-xSr_xTiO₃)...). Le moment dipolaire est inexistant dans la phase paraélectrique, même au point de vue microscopique, généralement pour des raisons de symétrie cristalline (la matériau est alors dans sa phase cubique). Il apparaît au moment de la transition car le déplacement des atomes crée des dipôles orientés selon l’axe de déplacement.
  

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