Pyezoelektrik piroelektrik və ferroelektrik arasındakı əsas fərq ondan ibarətdir ki, piezoelektrik effekt materiala xarici gərginliyin tətbiqinə cavab olaraq səth yükünün əmələ gəlməsidir, lakin piroelektrik effekt bir materialın kortəbii qütbləşməsində dəyişiklikdir. temperaturun dəyişməsinə cavab olaraq material. Halbuki, ferroelektrik effekt kortəbii qütbləşmənin dəyişməsinə cavab olaraq səth yükünün dəyişməsidir.
Piezoelektrik, piroelektrik və ferroelektrik bərk materialların elektrik xüsusiyyətlərini təsvir etmək üçün istifadə etdiyimiz üç termindir. Bu üç effekt digər xassələrində edilən dəyişikliklər əsasında göstərdikləri cavablara görə bir-birindən fərqlənir.
Piezoelektrik nədir?
Piezoelektrik müəyyən bərk materialların xüsusiyyətinə aiddir, burada bu materiallar mexaniki gərginlik tətbiq edildikdə elektrik yükünü yığa bilər. Başqa sözlə, təzyiq və gizli istilik nəticəsində yaranan elektrikə aiddir. Bu termin yunan dilindən gəlir, burada piezin sıxmaq və ya sıxmaq, elektron isə kəhrəba (elektrik yükünün erkən mənbəyi) deməkdir. Bu xüsusiyyət piezoelektrik adlanır və bu xüsusiyyəti göstərən materiallara kristallar, müəyyən keramika və sümüklər, DNT və müxtəlif zülallar kimi bioloji maddələr daxildir.
Adətən, piezoelektrik effekt inversiya simmetriyası olmayan kristal materiallarda mexaniki və elektrik halları arasında xətti elektromexaniki qarşılıqlı təsirə səbəb ola bilər. Üstəlik, bu təsir geri çevrilir, çünki pyezoelektrik effekt göstərə bilən materiallar da təsirin əksini göstərə bilər (bu, tətbiq olunan elektrik sahəsindən gələn mexaniki gərginliyin yaranmasıdır).
Şəkil 01: Deformasiya zamanı piezoelektrik disk tərəfindən gərginliyin yaradılması
Pyezoelektrik effektin təbiəti bərk cisimlərdəki elektrik dipol momentinin təbiətinə yaxındır. Kristaloqrafik vahid hüceyrənin həcminə görə dipol anlarını ümumiləşdirməklə dipol sıxlığını və ya qütbləşməni asanlıqla hesablaya bilərik. Adətən, qonşu dipollar Weiss domenləri adlanan bölgələrdə uyğunlaşmağa meyllidirlər. Bu uyğunlaşma prosesi yüksək temperaturda materiallara güclü elektrik sahəsinin tətbiq olunduğu poling adlanır. Bununla belə, bütün piezoelektrik materiallar qütbləşə bilməz.
Piroelektrik nədir?
Piroelektrik o deməkdir ki, müəyyən kristalların xüsusiyyəti təbii elektrik qütbləşməsi səbəbindən böyük elektrik sahəsinə malikdir. Başqa sözlə, bu, müəyyən bərk cisimlərin isitmə və ya soyutma zamanı müvəqqəti gərginlik yaratmaq qabiliyyətidir. Bu termin yunan mənasından götürülmüşdür; pyr "yanğın" və "elektrik" deməkdir. Temperatur şəraitindəki dəyişikliklər kristal quruluşdakı atomların mövqelərini bir qədər dəyişdirə bilər və materialın qütbləşməsini dəyişdirir. Qütbləşmədəki bu dəyişiklik kristalda gərginliyə səbəb ola bilər. Ancaq bir dəfə yavaş-yavaş qurulan piezoelektrik sahə sızma cərəyanı səbəbindən yox olur. Bu sızma elektronların kristalda hərəkəti, ionların havada hərəkəti və cərəyanın kristal üzərində bərkidilmiş voltmetrdən sızması nəticəsində baş verir.
Şəkil 02: Piroelektrik Sensor
Piroelektrik effekt kinetik enerji dəyəri yaratmayan elektrik və istilik enerjisi vəziyyətlərinə görə baş verir. Bunun əksinə olaraq, piezoelektrik effekt kinetik enerji və istilik yaratmayan elektrik enerjisi səbəbindən baş verir. Piroelektrik materiallar sərt və kristaldır. Amma bəzi yumşaq materiallar da ola bilər ki, onlar da elektretlərdən istifadə etməklə hazırlanır.
Ferroelektrik nədir?
Ferroelektrik xarici elektrik sahələrinin tətbiqi ilə geri dönə bilən spontan elektrik qütbləşməsinə malik olan müəyyən materialların xassəsinə aiddir. Adətən, bütün ferroelektrik materiallar piroelektrikdir, lakin geri dönən təbii elektrik qütbləşməsinin əlavə xüsusiyyətinə malikdir. Ferroelektrik termini ferroelektrik kəşfindən əvvəl kəşf edilmiş ferromaqnetizmdən gəlir.
Bu tip material qeyri-xətti təbiətinə görə kondansatörlərin hazırlanmasında faydalıdır. Tipik olaraq, bu kondansatörlərdə ferroelektrik materialın təbəqəsini birləşdirən bir cüt elektrod var. Üstəlik, ferroelektrik materialların kortəbii qütbləşməsi onu yaddaş funksiyasında istifadə edə biləcəyimiz histerez effektini nəzərdə tutur. Bundan əlavə, ferroelektrik kondensatorlar ferroelektrik RAM istehsalında faydalıdır.
Piezoelektrik Piroelektrik və Ferroelektrik Arasındakı Fərq Nədir?
Pyezoelektrik, piroelektrik və ferroelektrik effekt terminləri bərk materialların elektrik xüsusiyyətlərinə aiddir. Piezoelektrik piroelektrik və ferroelektrik arasındakı əsas fərq, piezoelektrik effektin materiala xarici stressin tətbiqinə cavab olaraq səth yükünün yaranmasıdır. Eyni zamanda, piroelektrik effekt temperaturun dəyişməsinə cavab olaraq materialın kortəbii qütbləşməsinin dəyişməsidir. Halbuki, ferroelektrik effekt səth yükünün dəyişməsi ilə nəticələnən kortəbii qütbləşmənin dəyişməsidir.
Aşağıdakı infoqrafika yan-yana müqayisə üçün pyezoelektrik piroelektrik və ferroelektrik arasındakı fərqləri cədvəl şəklində təqdim edir.
Xülasə – Piezoelektrik vs Piroelektrik vs Ferroelektrik
Pyezoelektrik effekt materiala xarici gərginliyin tətbiqinə cavab olaraq səth yükünün əmələ gəlməsidir, piroelektrik effekt isə temperaturun dəyişməsinə cavab olaraq materialın spontan polarizasiyasının dəyişməsidir. Ferroelektrik effekt kortəbii qütbləşmənin dəyişməsinə cavab olaraq səth yükünün dəyişməsidir. Beləliklə, bu, piezoelektrik piroelektrik və ferroelektrik arasındakı əsas fərqdir.
