Perbedaan utama antara piroelektrik piezoelektrik dan feroelektrik adalah bahwa efek piezoelektrik adalah pembangkitan muatan permukaan sebagai respons terhadap penerapan tegangan eksternal pada suatu material tetapi, efek piroelektrik adalah perubahan polarisasi spontan suatu bahan dalam menanggapi perubahan suhu. Sedangkan efek feroelektrik adalah perubahan muatan permukaan akibat perubahan polarisasi spontan.
Piezoelektrik, piroelektrik, dan feroelektrik adalah tiga istilah yang kami gunakan untuk menggambarkan sifat listrik bahan padat. Ketiga efek ini berbeda satu sama lain sesuai dengan respons yang mereka tampilkan berdasarkan perubahan yang dibuat pada properti lainnya.
Apa itu Piezoelektrik?
Piezoelektrik mengacu pada sifat bahan padat tertentu di mana bahan ini dapat mengakumulasi muatan listrik pada penerapan tekanan mekanis. Dengan kata lain, ini mengacu pada listrik yang dihasilkan dari tekanan dan panas laten. Istilah ini berasal dari bahasa Yunani, di mana piezin berarti memeras atau menekan dan elektron berarti kuning (sumber awal muatan listrik). Sifat ini dinamakan piezoelektrik, dan bahan yang menunjukkan sifat ini meliputi kristal, keramik tertentu, dan materi biologis seperti tulang, DNA, dan berbagai protein.
Biasanya, efek piezoelektrik dapat menyebabkan interaksi elektromekanis linier antara keadaan mekanik dan listrik dalam bahan kristal yang tidak memiliki simetri inversi. Selain itu, efek ini reversibel karena bahan yang dapat menunjukkan efek piezoelektrik juga dapat menunjukkan efek sebaliknya (ini adalah pembangkitan regangan mekanis yang berasal dari medan listrik yang diterapkan).
Gambar 01: Pembangkitan Tegangan oleh Disk Piezoelektrik Setelah Deformasi
Sifat efek piezoelektrik sangat mirip dengan momen dipol listrik dalam zat padat. Kita dapat dengan mudah menghitung kerapatan atau polarisasi dipol dengan menjumlahkan momen dipol per volume sel satuan kristalografi. Biasanya, dipol tetangga cenderung sejajar di wilayah bernama domain Weiss. Proses penyelarasan ini disebut poling di mana medan listrik yang kuat diterapkan di seluruh bahan pada suhu tinggi. Namun, semua bahan piezoelektrik tidak dapat dipoles.
Apa itu Piroelektrik?
Piroelektrik berarti sifat kristal tertentu memiliki medan listrik yang besar karena polarisasi listrik alami. Dengan kata lain, itu adalah kemampuan padatan tertentu untuk menghasilkan tegangan sementara pada pemanasan atau pendinginan. Istilah ini berasal dari bahasa Yunani yang berarti; pyr berarti "api" dan "listrik." Perubahan kondisi suhu dapat mengubah posisi atom dalam struktur kristal sedikit, dan mengubah polarisasi material. Perubahan polarisasi ini dapat menimbulkan tegangan melintasi kristal. Namun, medan piezoelektrik yang pernah terbentuk perlahan menghilang karena arus bocor. Kebocoran ini terjadi karena adanya pergerakan elektron melalui kristal, pergerakan ion melalui udara, dan kebocoran arus melalui voltmeter yang terpasang pada kristal.
Gambar 02: Sensor Piroelektrik
Efek piroelektrik terjadi karena keadaan energi listrik dan panas yang tidak menghasilkan nilai energi kinetik. Sebaliknya, efek piezoelektrik terjadi karena energi kinetik dan energi listrik yang tidak menghasilkan panas. Bahan piroelektrik keras dan kristal. Tapi ada juga bahan lembut yang dibuat dengan menggunakan electret.
Apa itu Ferroelektrik?
Ferroelektrik mengacu pada sifat bahan tertentu yang memiliki polarisasi listrik spontan yang dapat dibalik melalui penerapan medan listrik eksternal. Biasanya, semua bahan feroelektrik adalah piroelektrik, tetapi memiliki sifat tambahan polarisasi listrik alami yang dapat dibalik. Istilah feroelektrik berasal dari feromagnetisme, yang ditemukan sebelum feroelektrik ditemukan.
Bahan jenis ini berguna dalam pembuatan kapasitor karena sifatnya yang nonlinier. Biasanya, kapasitor ini mengandung sepasang elektroda yang mengapit lapisan bahan feroelektrik. Selain itu, polarisasi spontan bahan feroelektrik menyiratkan efek histeresis di mana kita dapat menggunakannya dalam fungsi memori. Selain itu, kapasitor feroelektrik berguna dalam pembuatan RAM feroelektrik.
Apa Perbedaan Antara Piroelektrik Piezoelektrik dan Ferroelektrik?
Istilah efek piezoelektrik, piroelektrik, dan feroelektrik mengacu pada sifat listrik bahan padat. Perbedaan utama antara piroelektrik piezoelektrik dan feroelektrik adalah bahwa efek piezoelektrik adalah pembangkitan muatan permukaan sebagai respons terhadap penerapan tegangan eksternal pada suatu material. Sementara itu, efek piroelektrik adalah perubahan polarisasi spontan suatu bahan sebagai respons terhadap perubahan suhu. Sedangkan efek feroelektrik adalah perubahan polarisasi spontan yang mengakibatkan perubahan muatan permukaan.
Infografik berikut menyajikan perbedaan antara piroelektrik piezoelektrik dan feroelektrik dalam bentuk tabel untuk perbandingan berdampingan.
Ringkasan – Piezoelektrik vs Piroelektrik vs Ferroelektrik
Efek piezoelektrik adalah pembangkitan muatan permukaan sebagai respons terhadap penerapan tegangan eksternal pada material, sedangkan efek piroelektrik adalah perubahan polarisasi spontan material sebagai respons terhadap perubahan suhu. Efek feroelektrik adalah perubahan muatan permukaan sebagai respons terhadap perubahan polarisasi spontan. Jadi, inilah perbedaan utama antara piroelektrik piezoelektrik dan feroelektrik.
