Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

3: Піроелектрика та електрооптика

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    29512

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Інженери-електрики, зацікавлені в матеріалах, часто зосереджують своє дослідження на напівпровідниках або іноді провідниках. Однак пристрої перетворення енергії виготовляються з усіх видів матеріалів. В останньому розділі ми розглянули конденсатори і п'єзоелектричні пристрої. Обидва побудовані з шару ізоляційного матеріалу між провідниками. Властивості цього діелектричного шару визначають властивості одержуваних пристроїв. У цьому розділі розглядаються два додаткових типи пристроїв, які передбачають поляризацію матеріалу ізоляторів, піроелектричних пристроїв і електрооптичних пристроїв. Як і у випадку з іншими типами пристроїв перетворення енергії, вони можуть працювати двома способами. Піроелектричні пристрої можуть перетворити різницю температур в поляризацію матеріалу і, отже, електрику, або вони можуть перетворити поляризацію матеріалу в різницю температур. Електрооптичні пристрої можуть перетворювати оптичне електромагнітне випромінювання в поляризацію матеріалу або навпаки. Як і у випадку з пристроями, вивченими в останньому розділі, ці пристрої побудовані навколо діелектричного шару, і вибір матеріалу в діелектричному шарі визначає поведінку пристрою. Вивчати ці пристрої варто, навіть якщо вони зустрічаються значно рідше, ніж конденсатори та п'єзоелектричні пристрої, оскільки це дослідження ілюструє різноманітність пристроїв перетворення енергії, які випустили інженери.

    Якщо тверда речовина нагрівається досить, вона плавиться. Деякі матеріали мають кілька кристалічних структур, стабільних при кімнатній температурі. Ці матеріали можуть бути перетворені з однієї кристалічної структури в іншу шляхом нагрівання та охолодження. Подібні ефекти можуть виникнути, якщо енергія подається шляхом світіння досить сильного лазера на матеріал замість його нагрівання. Ця глава не стосується ефектів, пов'язаних з плавленням або термічною зміною кристалічної структури від однієї фази до іншої. Замість цього ми розглянемо випадок, коли подається невелика кількість енергії, теплом або електромагнітним випромінюванням. Задіяних енергій достатньо, щоб змінити матеріальну поляризацію та внутрішній імпульс електронів, але не розташування ядер матеріалу, наприклад.

    Мініатюра: Піроелектричний пристрій. (CC BY-SA-NC 2.0 Великобританія; через https://www.doitpoms.ac.uk/tlplib/pyroelectricity/infrared.php TLP)