Ceramica feroelectrică este o clasă de materiale piroelectrice cristaline – adică materiale care devin polarizate electric atunci când sunt răcite sub o anumită temperatură. Temperatura critică în acest sens este punctul Curie, care este probabil mai cunoscut ca temperatura peste care materialele feromagnetice precum fierul își pierd magnetismul. Termenul feroelectric, însă, nu are nicio legătură directă cu fierul. În materialele care prezintă efect feroelectric, polaritatea poate fi inversată sub influența unui câmp electric de orientare corespunzătoare. Multe materiale ceramice cu această proprietate pot fi fabricate prin încălzirea ingredientelor sub formă de pulbere la temperatura necesară și permițând cristalizarea pe măsură ce materialul se răcește.
Materialele care prezintă această proprietate au de obicei o structură cristalină de perovskit, un termen care provine de la mineralul perovskit (CaTiO3) sau titanat de calciu. Acești compuși au formula generală ABX3, unde A este un cation mare, B este un cation mult mai mic și X este un anion, de obicei oxigen. Structura cristalină a acestor materiale este astfel încât cationii „A” formează o rețea cubică cu, în interiorul fiecărui cub, un cation „B” înconjurat de șase anioni „X”. Structurile perovskite nu au un centru de simetrie, deoarece cationul „B” tinde să fie deplasat departe de centru – acest lucru este esențial pentru efectul feroelectric. Exemple de ceramică feroelectrică cu acest tip de structură cristalină sunt titanatul de bariu (BaTiO3), titanatul de plumb (PbTiO3) și niobatul de potasiu (KNbO3).
Când se aplică un câmp electric, cationii „B” își schimbă poziția în rețeaua cristalină în funcție de orientarea câmpului și rămân în aceste poziții atunci când câmpul este oprit. Acest lucru duce la polarizarea electrică a materialului. Pozițiile cationilor „B” pot fi totuși modificate prin aplicarea unui câmp electric cu o orientare diferită. În acest fel, ceramica feroelectrică poate înregistra informații și, prin urmare, poate fi folosită pentru memoria computerului.
Una dintre cele mai importante aplicații ale feroelectricității este memoria feroelectrică cu acces aleatoriu (FRAM). Aceasta oferă stocare și recuperare foarte rapidă a datelor, cu avantajul că datele stocate sunt păstrate atunci când nu există sursă de alimentare. Ceramica ferroelectrică este, de asemenea, foarte potrivită pentru utilizarea în condensatoare. Condensatoarele multistrat constând din sute de foi subțiri de titanat de bariu cu electrozi imprimați sunt fabricate în cantități mari și au o gamă largă de utilizări, de exemplu în imagistica cu ultrasunete și camere cu infraroșu de mare sensibilitate. Alte aplicații implică ceramica feroelectrică cu peliculă subțire, care poate fi utilizată în ghidurile de undă optice și afișajele de memorie optică.