Ferroelektrika

Ferro|elẹktrika,

 

Singular Ferro|elẹktrikum das, -s, Stoffe, die Ferroelektrizität zeigen. Die bekanntesten Ferroelektrika sind keramische Stoffe vom Verschiebungstyp (Bariumtitanat, Bleizirkonat-Titanat-Mischkristalle). Sie haben in der paraelektrischen Phase keine permanenten Dipole; die elektrische Polarisation in der ferroelektrischen Phase entsteht durch Verschiebung entgegengesetzt geladener Teilgitter der Kristalle. Dagegen haben Ferroelektrika vom Ordnungs-Unordnungs-Typ (z. B. Kalimdihydrogenphosphat, Abkürzung KDP, und Ammoniumdihydrogenphosphat, ADP) in der paraelektrischen Phase ungeordnete permanente Dipolmomente, die sich in der ferroelektrischen Phase ordnen. Zu diesem Typ gehören auch bestimmte Plaste (z. B. Polyvinylidenfluorid, PVDF) sowie ferroelektrische (und antiferroelektrische) flüssige Kristalle mit helixförmiger Anordnung des Polarisationsvektors.

 

Anwendungen:

 

Wegen der hohen Dielektrizitätskonstante werden Ferroelektrika für kleine Kondensatoren relativ hoher Kapazität (Epsilan-Kondensatoren) benutzt. Auf dem Zusammenwirken von Halbleitung und Ferroelektrizität beruht die Wirkungsweise der PTC-Widerstände (Kaltleiter), deren Widerstand mit wachsender Temperatur steil ansteigt und die deshalb als Temperaturfühler, Regler und zum Überlastschutz eingesetzt werden. Da Ferroelektrika piezoelektrisch sind, werden Piezokeramiken zunehmend anstelle von Quarzkristallen für die Wandlung mechanischer Deformationen in elektrische Spannungen und umgekehrt eingesetzt (Piezoelektrizität).

 

Die remanente Polarisation der Ferroelektrika eignet sich ebenso gut wie die remanente Magnetisierung von Ferromagnetika zur binären Datenspeicherung in ferroelektrischen Speicherzellen. Gegenüber den in der Computertechnik benutzten Halbleiterspeichern müssen sie weniger häufig »aufgefrischt« (gelesen und neu beschrieben) werden. Ziel der Entwicklung sind ferroelektrische nichtflüchtige Schreib-Lese-Speicher (NVFRAM, Abkürzung für englisch nonvolatile ferroelectric random access memory), die ebenso wie magnetische Speicher gar nicht »aufgefrischt« werden müssen.

 

Ferroelektrische Flüssigkristalle werden für Flachbildschirme eingesetzt (FLCD, ferroelectric liquid crystal display), die im Unterschied zu den in Taschenrechnern und Laptops eingesetzten »normalen« LCDs sehr schnell umschaltbar und damit voll videotauglich sind.