Perbezaan utama antara piroelektrik piezoelektrik dan feroelektrik ialah kesan piezoelektrik ialah penjanaan cas permukaan sebagai tindak balas kepada penggunaan tegasan luaran kepada bahan tetapi, kesan piroelektrik ialah perubahan dalam polarisasi spontan sesuatu bahan sebagai tindak balas kepada perubahan suhu. Manakala, kesan ferroelektrik ialah perubahan dalam cas permukaan sebagai tindak balas kepada perubahan dalam polarisasi spontan.
Piezoelektrik, piroelektrik dan feroelektrik ialah tiga istilah yang kami gunakan untuk menerangkan sifat elektrik bahan pepejal. Ketiga-tiga kesan ini berbeza antara satu sama lain mengikut respons yang dipaparkan berdasarkan perubahan yang dibuat dalam sifatnya yang lain.
Apakah itu Piezoelektrik?
Piezoelektrik merujuk kepada sifat bahan pepejal tertentu di mana bahan ini boleh mengumpul cas elektrik apabila dikenakan tekanan mekanikal. Dalam erti kata lain, ia merujuk kepada elektrik yang terhasil daripada tekanan dan haba pendam. Istilah ini berasal dari bahasa Yunani, di mana piezin bermaksud picit atau tekan dan elektron bermaksud ambar (sumber awal cas elektrik). Sifat ini dinamakan piezoelektrik dan bahan yang menunjukkan sifat ini termasuk kristal, seramik tertentu dan bahan biologi seperti tulang, DNA dan pelbagai protein.
Lazimnya, kesan piezoelektrik boleh membawa kepada interaksi elektromekanikal linear antara keadaan mekanikal dan elektrik dalam bahan hablur yang tidak mempunyai simetri penyongsangan. Selain itu, kesan ini boleh diterbalikkan kerana bahan yang boleh menunjukkan kesan piezoelektrik juga boleh menunjukkan sebaliknya kesan (ia adalah penjanaan terikan mekanikal yang datang dari medan elektrik yang digunakan).
Rajah 01: Penjanaan Voltan oleh Cakera Piezoelektrik Apabila Ubah Bentuk
Sifat kesan piezoelektrik hampir serupa dengan momen dipol elektrik dalam pepejal. Kita boleh mengira ketumpatan atau polarisasi dipol dengan mudah dengan menjumlahkan momen dipol setiap isipadu sel unit kristalografi. Biasanya, dipol jiran cenderung untuk menjajarkan di kawasan yang dinamakan domain Weiss. Proses penjajaran ini dinamakan poling di mana medan elektrik yang kuat dikenakan merentasi bahan pada suhu tinggi. Walau bagaimanapun, semua bahan piezoelektrik tidak boleh ditiang.
Apakah itu Pyroelectric?
Pyroelectric bermaksud sifat kristal tertentu mempunyai medan elektrik yang besar disebabkan oleh polarisasi elektrik semula jadi. Dalam erti kata lain, ia adalah keupayaan pepejal tertentu untuk menghasilkan voltan sementara apabila dipanaskan atau disejukkan. Istilah ini berasal daripada makna Yunani; pyr bermaksud "api" dan "elektrik." Perubahan dalam keadaan suhu boleh mengubah sedikit kedudukan atom dalam struktur kristal, dan ia mengubah polarisasi bahan. Perubahan dalam polarisasi ini boleh menimbulkan voltan merentasi kristal. Walau bagaimanapun, medan piezoelektrik yang pernah dibina perlahan-lahan hilang akibat arus bocor. Kebocoran ini berlaku disebabkan oleh pergerakan elektron melalui kristal, pergerakan ion melalui udara dan arus bocor melalui voltmeter yang dipasang merentasi kristal.
Rajah 02: Penderia Piroelektrik
Kesan piroelektrik berlaku disebabkan oleh keadaan tenaga elektrik dan haba yang tidak menghasilkan nilai tenaga kinetik. Sebaliknya, kesan piezoelektrik berlaku disebabkan oleh tenaga kinetik dan tenaga elektrik yang tidak menghasilkan haba. Bahan piroelektrik adalah keras dan kristal. Tetapi mungkin terdapat beberapa bahan lembut juga yang dibuat melalui penggunaan electrets.
Apakah itu Ferroelektrik?
Feroelektrik merujuk kepada sifat bahan tertentu yang mempunyai polarisasi elektrik spontan yang boleh diterbalikkan melalui penggunaan medan elektrik luaran. Biasanya, semua bahan ferroelektrik adalah piroelektrik, tetapi ia mempunyai sifat tambahan polarisasi elektrik semula jadi boleh balik. Istilah ferroelektrik berasal daripada feromagnetisme, yang ditemui sebelum penemuan ferroelektrik.
Bahan jenis ini berguna dalam membuat kapasitor kerana sifatnya yang tidak linear. Biasanya, kapasitor ini mengandungi sepasang elektrod yang mengapit lapisan bahan ferroelektrik. Selain itu, polarisasi spontan bahan ferroelektrik membayangkan kesan histerisis di mana kita boleh menggunakannya dalam fungsi ingatan. Selain itu, kapasitor ferroelektrik berguna dalam membuat RAM ferroelektrik.
Apakah Perbezaan Antara Piezoelektrik Piroelektrik dan Feroelektrik?
Istilah kesan piezoelektrik, piroelektrik dan feroelektrik merujuk kepada sifat elektrik bahan pepejal. Perbezaan utama antara piroelektrik piezoelektrik dan feroelektrik ialah kesan piezoelektrik ialah penjanaan cas permukaan sebagai tindak balas kepada penggunaan tegasan luaran kepada bahan. Sementara itu, kesan piroelektrik ialah perubahan dalam polarisasi spontan bahan sebagai tindak balas kepada perubahan suhu. Manakala, kesan ferroelektrik ialah perubahan dalam polarisasi spontan yang mengakibatkan perubahan dalam cas permukaan.
Infografik berikut membentangkan perbezaan antara piroelektrik piezoelektrik dan feroelektrik dalam bentuk jadual untuk perbandingan sebelah menyebelah.
Ringkasan – Piezoelektrik lwn Piroelektrik lwn Ferroelektrik
Kesan piezoelektrik ialah penjanaan cas permukaan sebagai tindak balas kepada penggunaan tegasan luar pada bahan, manakala kesan piroelektrik ialah perubahan dalam polarisasi spontan bahan sebagai tindak balas kepada perubahan suhu. Kesan ferroelektrik ialah perubahan dalam cas permukaan sebagai tindak balas kepada perubahan polarisasi spontan. Oleh itu, ini ialah perbezaan utama antara piroelektrik piezoelektrik dan feroelektrik.
