Ferroicos

En física , la ferroquímica es el estudio de los ferromagnetos , los ferroeléctricos y los ferroelásticos .

La base de los materiales ferroicos es comprender los grandes cambios en las características físicas que pueden ocurrir en un rango de temperatura estrecho. Los cambios en las características físicas ocurren cuando se producen transiciones de fase alrededor de un valor de temperatura crítico, normalmente denotado por${\displaystyle T_{c}}$Por encima de esta temperatura crítica, el cristal se encuentra en un estado no ferroico y no presenta características ferroicas. Por debajo de esta temperatura crítica, el cristal se encuentra en un estado no ferroico y no exhibe características ferroicas.${\displaystyle T_{c}}$Experimenta una transición de fase espontánea. Dicha transición suele resultar en una pequeña desviación de la estructura cristalina no ferroica, pero con una forma diferente de la celda unitaria , lo que reduce la simetría puntual del material. Esta ruptura de simetría permite la formación de la fase ferroica.

Bajar la temperatura por debajo${\displaystyle T_{c}}$incluye un momento dipolar espontáneo a lo largo de un eje de la celda unitaria. Aunque los momentos dipolares individuales a veces pueden ser pequeños, el efecto de${\displaystyle 10^{24}}$Las celdas unitarias dan lugar a un campo eléctrico significativo.

Los materiales ferroeléctricos no pueden existir en un cristal centrosimétrico . Un cristal centrosimétrico es aquel donde el punto de la red cristalina es cero.${\displaystyle \left(x,y,z\right)}$se puede mapear en un punto de la red${\displaystyle \left(-x,-y,-z\right)}$.

La magnetización espontánea de un ferromagneto puede atribuirse a una ruptura de la simetría puntual al pasar de la fase paramagnética a la ferromagnética. En este caso,${\displaystyle T_{c}}$se conoce como la temperatura de Curie .

En los cristales ferroelásticos , al pasar de la fase no ferroica (o prototípica) a la fase ferroica, se induce una deformación espontánea. Un ejemplo de transición de fase ferroelástica es cuando la estructura cristalina cambia espontáneamente de una estructura tetragonal (con forma de prisma cuadrado) a una estructura monoclínica (con forma de paralelepípedo ). En este caso, las formas de la celda unitaria antes y después de la transición de fase son diferentes, lo que induce una deformación en el material.

Los materiales multiferroicos exhiben más de una propiedad ferroica simultáneamente en una sola fase.

Se ha propuesto un cuarto orden ferroico denominado orden ferrotoroidal . ^{[ 1 ]}

Se han estudiado muchas transiciones de fase ferroicas en condiciones de no equilibrio. ^{[ 2 ]} En condiciones de disipación de energía, un sistema cuántico o partículas coloidales de eventos pueden mostrar un orden similar al ferroico, que puede considerarse un análogo de no equilibrio del material ferroico. Por ejemplo, se ha observado que las partículas coloidales químicamente reactivas exhiben criticidad y orden de largo alcance, denominados colectivamente orden ferroquímico . ^{[ 3 ]}

• Piezoelectricidad
• Piroelectricidad