焦電効果とは？
しょうでんこうか
「効果」の用語まとめを見る焦電効果とは、特定の結晶が温度変化を受けたとき自発分極の変化により電荷を生じる現象のことです。
焦電効果（しょうでんこうか、英: pyroelectric effect）とは、焦電体と呼ばれる特定の誘電体結晶が温度変化を受けると、自発分極の大きさが変化し、結晶表面に電荷が現れる現象です。
この現象の背景には、結晶の対称性があります。焦電体は圧電体の一種であり、かつ自発分極を持つ構造をもちます。温度が変化すると結晶格子の変形や振動状態が変わり、正負のイオンの相対的な位置がずれて自発分極が増減します。その結果、表面に現れる束縛電荷の量が変化し、外部回路に電流が流れます。
代表的な焦電体材料には次のものがあります。
- タンタル酸リチウム（LiTaO₃）
- ニオブ酸リチウム（LiNbO₃）
- 硫酸トリグリシン（TGS）
- ポリフッ化ビニリデン（PVDF）
焦電効果は赤外線センサーとして広く活用されています。人体や物体から放射される赤外線が検出器に当たると温度変化が生じ、電荷の変化として検出できます。自動ドアや防犯カメラの人感センサー、非接触体温計などがその実用例です。圧電効果との違いは、圧電効果が応力によって分極変化を起こすのに対し、焦電効果は温度変化が引き金になる点です。
使い方・例文
赤外線を感知する人感センサーに焦電効果が応用されており、人体の体温に由来する赤外線が焦電素子を温めることで電気信号を発生させ、照明や警報装置を作動させます。
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