Materialele feroelectrice sunt materiale care posedă o polarizare naturală a sarcinii care poate fi inversată de un câmp electric extern, cunoscut sub numele de proces de comutare. Proprietatea feroelectricității este cunoscută încă din 1921 și, din 2011, peste 250 de compuși s-au dovedit că prezintă astfel de caracteristici. Cercetările s-au concentrat pe titanatul de plumb, PbTiO3 și compușii înrudiți. Dintre materialele feroelectrice studiate începând cu 2011, toate s-au dovedit a fi materiale piezoelectrice. Aceasta înseamnă că, dacă unor astfel de compuși se aplică presiune mecanică sau alte forme de stres energetic din energie audio sau luminoasă, ei vor genera electricitate.
Aplicațiile feroelectricității acoperă un spectru larg de dispozitive electronice, de la componente de circuit precum condensatoare și termistori până la dispozitive cu capacități electro-optice sau cu ultrasunete. Una dintre cele mai cercetate arene pentru materiale feroelectrice este cea a memoriei computerului. Proiectarea materialelor la scară nanometrică produce ceea ce este cunoscut sub numele de nanodomenii vortex care nu necesită un câmp electric pentru a comuta polarizarea. Mai multe sisteme universitare de stat din Statele Unite, care lucrează împreună cu Laboratorul Național Lawrence Berkeley până în 2011, perfecționează materialul, care ar necesita mult mai puțină energie electrică decât unitățile magnetice tradiționale ale computerelor. Ar fi, de asemenea, o formă solidă de memorie de date care funcționează mult mai rapid și cu o capacitate de stocare mai mare decât memoria flash de pe piață, cu potențialul de a stoca într-o zi întregi sisteme de operare și software, ceea ce face ca computerul să pornească și să viteze de procesare mult. mai mare.
Efectul feroelectric își trage numele din feromagnetism, care descrie materiale magnetice permanente pe bază de fier care se găsesc în natură. Totuși, aceasta este o denumire puțin greșită, deoarece majoritatea materialelor feroelectrice nu se bazează pe elementul fier. Sărurile acidului titanic care sunt derivate din dioxidul de titan alcătuiesc multe dintre principalele materiale feroelectrice aflate în cercetare. Acestea includ titanat de bariu, BaTiO3, titanat de zirconat de plumb, PZT sau compuși înrudiți precum azotat de sodiu, NaNO2.
PZT este cel mai utilizat material feroelectric în industrie din 2011. Este un material hibrid între titanatul de plumb feroelectric și zirconatul de plumb antiferoelectric, care permite ca formulele pentru material să fie proiectate mai aproape de unul sau celălalt capete ale feroelectricului sau spectrul antiferoelectric. Deoarece PZT poate fi reglat pentru sensibilitatea sa la câmpurile mecanice, audio sau electrice și, deoarece este un material ceramic ușor de modelat, modelat și tăiat, este adesea folosit pentru senzori și transmițători pasivi în frecvențe foarte specifice.