Segnetoelektriklar

Segnetoelektriklar

S egnetoelektriklar deb bir qator ajoyib dielektrik xossalarga ega bo‘lgan va birinchi navbatda, hatto tashqi bo‘lmaganida ham vujudga keladigan, o‘z-o‘zida elektr qutblanish xususiyatiga ega bo‘lgan kristall moddalarga aytiladi. Birinchi marta bu xossalarni fizik olimlar I.V.Kurchatov va P.P. Kobeko, segnet tuzi (NaKC₄H₄O₆4H₂O) kristallarini tekshirayotganda aniqlagan edilar. Shundan, mazkur sinf dielektriklar uchun segnetoelektriklar nomi kelib chiqqan. Keyinchalik, ba'zi boshqa kristallarning, masalan, bariy titanati, litiy tantalati, kaliy digidrofosfati kristallarining segnetoelektrik xossalarga ega bo‘lishi aniqlandi. Segnetoelektriklar o‘z dielektrik xossalarining anizotropiyasi bilan xarakterlanadi. Masalan, agar elektr maydon muayyan kritallik o‘qlar bo‘lab hosil qilingan bo‘lsa, u holda ε dielektrik doimiy biror haroratlar sohasida maydon kuchlanganligiga kuchli darajada bog‘langan bo‘la boshlaydi va juda katta (ε~10000) qiymatga erishadi. Bundan tashqari, ε kattalik dielektrikning oldingi holatiga bog‘liq bo‘ladi. Dielektrikning segnetoelektrik sohasini chegaralovchi haroratga Kyuri nuqtasi deyiladi. Yuqoriroq haroratlarda moddalarning segnetoelektrik xossalari yo‘qoladi. Ba'zi segnetoelektriklarda ularning ajoyib xossalari harorat bo‘yicha ham yuqoridan, ham pastdan chegaralangan ikkita Kyuri nuqtadi bo‘ladi.
Dielektriklarning segnetoelektrik xossalarining sababi nimada? Ma'lum bo‘lishicha, segnetoelektriklarning kristall tuzilishi shundayki, ularning kristallari tarkibiga kirgan molekulalarning o‘zaro ta'siri, ularning dipol elektr momentlarining tartibli orientirlanishiga olib keladi va dielektrikning o‘z-o‘zidan qutblanishi deb ataluvchi hodisa yuz beradi. Mana shuning o‘zi segnetoelektriklarning boshqa dielektriklardan farq qiluvchi asosiy xossasidir. Kristallarda bir xil yo‘nalishli dipol momentlarga ega bo‘lgan kichik sohalar o‘z-o‘zidan vujudga keladi. Ularni domenlar deyiladi. Ayrim domenlarning dipol momentlari tasodifiy ravishda shunday orientirlanganki, bunda, butun kristallning natijaviy momenti nolga teng. Faqat tashqi E (vektorli) elektr maydon ta'sirida dipollar E vektor bo‘ylab bir yo‘nalishda o‘rnashadi.
Umuman, segnetoelektriklarning elektr maydondagi xossalari ferromagnetiklarning magnit maydoni xossalariga o‘xshashdir. Shu sababga ko‘ra segnetoelektriklar ba'zan ferroelektriklar deb ham ataladi.
Segnetoelektriklar muhim amaliy qo‘llash sohalariga egadirlar. Kondensatorning sig‘imi, uning qoplamlari orasidagi joylashtirilgan dielektrikning ε doimiysiga proportsional bo‘ladi. Shuning uchu katta ε dielektrik singdiruvchanlikka ega bo‘lgan dielektriklardan foydalanib, katta sig‘imli kichik kondensatorlar yasash mumkin. Ammo segnet tuzi bu maqsadga mos kelmaydi: ε ning katta qiymati unda -18 °C dan +24 °C gacha harorat intervalida saqlanaidi xolos. Kondenatorlar esa ancha keng harorat diapazonida ishlashi kerak. Texnikada Kyuri nuqtasi 133 °C atrofida bo‘lgan, ε esa 6000-7000 ga erishadigan bariy titanati asosida tayyorlangan segnetoelektrik kondensatorlar keng ishlatiladi.