Пироэлектрики

Определение "Пироэлектрики" в Большой Советской Энциклопедии

Пироэлектрики. Рис.

Пироэлектрики (от греч. pýr — огонь), кристаллические диэлектрики, обладающие спонтанной (самопроизвольной) поляризацией, т. е. поляризацией в отсутствии внешних воздействий. Обычно спонтанная поляризация Пироэлектрики не заметна, так как электрическое поле, создаваемое ею, компенсируется полем свободных электрических зарядов, которые «натекают» на поверхность Пироэлектрики из его объёма и из окружающего воздуха. При изменении температуры величина спонтанной поляризации изменяется, что вызывает появление электрического поля, которое можно наблюдать, пока свободные заряды не успеют его скомпенсировать. Это явление называется пироэлектрическим эффектом (пироэлектричеством).

  Типичный Пироэлектрики— турмалин. В нём при изменении температуры на 1° С возникает поле Е ~ 400 в/см. Изменение спонтанной поляризации и появление электрического поля в Пироэлектрики может происходить не только при изменении температуры, но и при деформировании Пироэлектрики Т. о., все Пироэлектрики — пьезоэлектрики (см. Пьезоэлектричество), но не наоборот (см. рис.).

Существование спонтанной поляризации, т. е. несовпадение центров тяжести положительных и отрицательных зарядов, обусловлено достаточно низкой симметрией кристаллов.

  Особой группой Пироэлектрики являются сегнетоэлектрики. Если нагревать сегнетоэлектрик, то при определённой температуре спонтанная поляризация в нём исчезнет и кристалл переходит в непироэлектрическое состояние (фазовый переход). В области температур, близких к температуре фазового перехода, величина спонтанной поляризации резко меняется с изменением температуры, так что пироэлектрический эффект в этой области особенно велик.

Существует эффект, обратный пироэлектрическому: если Пироэлектрики поместить в электрическое поле, то его поляризация изменяется, что сопровождается нагреванием или охлаждением кристалла. Изменение температуры при этом прямо пропорционально напряжённости электрического поля: DT ~ Е. Это явление называется линейным электрокалорическим эффектом. Существует и квадратичный электрокалорический эффект, когда изменение температуры ~ E².

  Пироэлектрики используются в технике в качестве индикаторов и приёмников излучений. Их действие основано на регистрации электрических сигналов, возникающих в Пироэлектрики при изменении их температуры под действием излучения (см. Пироэлектрический приёмник).
 

  Лит.: Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М., Фейнмановские лекции по физике, пер. с англ., [в.] 5, М., 1966, с. 226; Физический энциклопедический словарь, т. 4, М., 1965; Желудев И. О., Основы сегнетоэлектричества, М., 1973.
А. Пироэлектрики Леванюк, Д. Р. Санин.