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chenwjin

铁虫 (初入文坛)

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[交流] 【分享】压电性、热释电性、铁电性与点群的关系已有7人参与

最近在学铁电物理，开始的时候对压电、热释电和铁电的关系老搞不清楚。最近看到有一段关于压电性、热释电性、铁电性与点群关系很好的描述，在此分享。
三十二种点群中，有二十一种点群属于异极对称型点群。其特点是不具有对称中心，而且至少有一个极轴方向。极轴是指正负方向不对称的轴线。除了432点群外，具有极轴的二十个异极对称型点群晶体都可能具有压电性。但是并非这二十个异极对称型点群晶体都必定具有压电性，因为压电晶体首先必须是不导电的，而且其结构还要分别带正电荷和负电荷的离子或离子团组成的分子晶体。也就是说，压电体必须是离子晶体或由离子团组成的分子晶体。
晶体由于温度均匀变化而引起的表面荷电现象成为热释电效应，其本质在于晶体存在自发极化。压电晶体就是存在极轴的晶体，但是存在极轴的晶体并不一定存在自发极化，因为多个极轴的电矩之和可以使总电矩为零。由此可见，压电晶体不一定是热释电晶体，只有存在唯一极轴的晶体才可能存在自发极化，才能是热释电晶体。反之，热释电晶体一定是压电晶体。什么样点群才具有唯一的极轴呢？只有存在唯一的旋转对称轴，没有对称面垂直于它，这样的点群才具有唯一极轴。因此，只有1，2，3，4，6，m，2mm，3m，4mm，6mm，这十种点群的晶体才存在唯一的极轴，才具有热释电性。
在所有热释电晶体中，有若干种晶体只有在一定的温度范围内才发生自发极化，而且其自发极化方向可以因外电场而重新取向，称此类晶体为铁电体。所以，铁电晶体一定是热释电晶体，它只能属于具有唯一极轴的十种点群晶体，至于那些晶体具有铁电性，需要实验来确定。

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