Пьезоэле́ктрики — диэлектрики , в которых наблюдается пьезоэффект , то есть те, которые могут либо под действием деформации индуцировать электрический заряд на своей поверхности (прямой пьезоэффект), либо под влиянием внешнего электрического поля деформироваться (обратный пьезоэффект). Оба эффекта открыты братьями Жаком и Пьером Кюри в 1880—1881 гг.

Пьезоэлектрики широко используются в современной технике в качестве элемента датчика давления . Существуют пьезоэлектрические детонаторы , источники звука огромной мощности, миниатюрные трансформаторы , кварцевые резонаторы для высокостабильных генераторов частоты , пьезокерамические фильтры, ультразвуковые линии задержки и др. Наиболее широкое применение в этих целях кроме кристаллического кварца получила поляризованная пьезокерамика , изготовленная из поликристаллических сегнетоэлектриков , например, из цирконата-титаната свинца .

Таким образом пьезоэлектрики можно разделить на:

• натуральные кристаллы (AlPO ₄ )
• искусственные кристаллы (GaPO ₄ )
• полимеры (стекловолокно)
• пьезокерамику
• полупроводники III-V II-VII (ZnO)

В быту можно наблюдать пьезоэффект, например, в зажигалке , где искра образуется от нажима на пьезопластинку, а также при медицинской диагностике с помощью УЗИ, в которой используются пьезоэлектрические источник и датчик ультразвука. Передовой областью использования пьезоэлектриков является сканирующая зондовая микроскопия (СЗМ). Из пьезоэлектриков изготавливаются сканирующие элементы зондовых микроскопов, осуществляющие перемещение зонда в плоскости образца с точностью до 0,01 Å . Наибольшее распространение в ней имеют трубчатые пьезоэлементы. Они позволяют получать достаточно большие перемещения объектов при сравнительно небольших управляющих напряжениях. Они представляют собой полые тонкостенные цилиндры, изготовленные из пьезоэлектрических материалов. Соединение трех таких трубок в единый узел позволяет организовать перемещение зонда в трех ортогональных направлениях, такой сканирующий элемент называется триподом.

В 1964 г. Ю. В. Гуляев и В. И. Пустовойт предложили слоистую структуру «пьезоэлектрик- полупроводник » в качестве базовой конструкции акустоэлектронных приборов, использующих поверхностно-акустические волны .

Континуальные среды

Твердотельные материалы: пьезоэлектрики, пьезополупроводники и сложные слоистые среды называются континуальными средами функциональной электроники . Выбор континуальных сред определяется природой используемых динамических неоднородностей .

См. также

• Пьезоэлектрический эффект
• Пьезокерамика

Примечания