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A ferroeletricidade é uma característica de certos materiais que possuem uma polarização elétrica espontânea que pode ser revertida pela aplicação de um campo elétrico externo.[1] Esta propriedade foi descoberta por Joseph Valasek em 1921 estudando as propriedades dielétricas do sal de Rochelle.[2] O termo Ferroeletricidade foi adotado a partir de 1940 pelo fato de que esses materiais possuírem um ciclo de histerese similar ao ciclo de histerese Ferromagnética. Os materiais que possuem propriedades ferroelétricas são de estrutura cristalina e são dielétricos, ou seja não conduzem corrente elétrica.[3] O que caracteriza os materiais ferroelétricos é que eles possuem polarização espontânea em determinada faixa de temperatura e sua polarização pode ser invertida com a aplicação de um campo elétrico externo.[4]
Hoje em dia o material ferroelétrico de maior importância é o Titanato de Bário, sendo usado no fabrico de condensadores de multicamada. Este material adopta a estrutura cristalina da Perovskita. Outros materiais ferroelétricos que adoptam a mesma estrutura são o Titanato de Chumbo, o Niobato de Potássio, o Bismutato de Ferro. Materiais ferroelétricos podem também adoptar a estrutura cristalina das fases Aurivillius ou do pirocloro.[5]
Ferroeletricidade em óxido de háfnio lubrificado por ultrafinos (HfO2), um óxido de estrutura de fluorita cultivado por deposição de camada atômica em silício.[6] A persistência de quebra de simetria de inversão e polarização espontânea e comutável até a espessura de um nanômetro. A ferroeletricidade nos filmes com apenas 1 nanômetro de espessura significa que essas células de armazenamento podem ser reduzidas a dimensões abaixo do que se acreditava ser possível antes de 2020.[7]
Cem anos depois que a ferroeletricidade foi relatada pela primeira vez[8], um fenômeno qualitativamente diferente, a ferroeletricidade assimétrica, é relatada em cristais de engenharia em escala atômica. Ao contrário da estrutura centrossimétrica de alta temperatura que prevalece nos cristais ferroelétricos, os cristais aqui quebram a simetria de inversão por projeto.[9] Uma ferroeletricidade assimétrica é encontrada devido à não uniformidade dos dipolos polarizados.[10] Em um estudo teórico sistemático sobre o comportamento ferroelétrico de filmes ferroelétricos ultrafinos de três componentes imprensados entre eletrodos. Usando cálculos, os pesquisadores demonstram que tais estruturas têm ferroeletricidade assimétrica intrínseca, que é robusta mesmo em nanoescala. Além disso, o estudo mostrou que existe certa relação entre as direções de polarização e as sequências geométricas de empilhamento das superredes. Ela pode ser controlada pela ordem de empilhamento da camada atômica projetada e periodicidade da superrede.[9]
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