3.3: Notación Quagmire
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Este texto intenta utilizar la notación consistente con la literatura. Sin embargo, la consistencia es un desafío porque cada autor parece tener un nombre diferente para los mismos fenómenos físicos. Además, el mismo término utilizado por diferentes autores puede tener significados completamente diferentes. Por ejemplo, como se describe en la Ecuación 2.3.6, en algunos materiales, una tensión mecánica induce una polarización del material proporcional al cuadrado de esa tensión. Este texto llama a este fenómeno piezoelectricidad, o para ser más específicos, piezoelectricidad cuadrática. Sin embargo, las referencias [3] y [6] llaman a este fenómeno electroestricción. Para empeorar las cosas, la referencia [33] llama a este efecto ferroelectricidad. Algunos autores también hacen diferentes suposiciones al usar términos. Por ejemplo, cuando la referencia [26] utiliza el término ferroelectricidad, asume materiales cristalinos, pero no hace suposiciones sobre si el efecto es lineal o no.
La tabla\(\PageIndex{1}\) resume la notación utilizada en este texto para describir los procesos de conversión de energía que involucran polarización de material. La primera columna enumera el nombre utilizado aquí para describir el efecto. La segunda columna enumera qué efecto causa una polarización material. La tercera columna describe si el efecto ocurre solo en cristales. La cuarta columna describe si la polarización del material varía linealmente o no con el parámetro descrito en la segunda columna. La siguiente columna enumera referencias que llaman a este efecto ferroelectricidad. La última columna da nombres utilizados por otras referencias para describir este fenómeno en particular. Las dos últimas columnas son bastante incompletas debido a que no se realizó una exhaustiva encuesta bibliográfica. Sin embargo, estas columnas muestran una gran variedad de terminología incluso para la pequeña fracción de la literatura revisada.
| Notación en este texto | \(\overrightarrow{P}\)inducidos por... | ¿Cristalina? ¿Amorfa? ¿Policristalino? | ¿Lineal? | ¿Quién llama a esto ferro- electricidad? | Lo que otros llaman a esta cantidad |
|---|---|---|---|---|---|
| Piezoelectricidad (Lineal) | \ (\ overrightarrow {P}\) inducida por...” >Esfuerzo mecánico,\(\overrightarrow{\varsigma}\) | Cristalino | Lineal | ||
| Piezoelectricidad (Cuadrática) | \ (\ overrightarrow {P}\) inducida por...” >Esfuerzo mecánico,\(\overrightarrow{\varsigma}\) | Cristalino | Cuadrático | [33] | Electrostricción [3, p. 327] [6], fotoelasticidad [31] |
| Piezoelectricidad Ferroeléctrica | \ (\ overrightarrow {P}\) inducida por...” >Esfuerzo mecánico,\(\overrightarrow{\varsigma}\) | Todos | No lineal | [25, p. 408] | |
| Piroelectricidad (Lineal) | \ (\ overrightarrow {P}\) inducida por...” >Diferencial de temperatura,\(\Delta T\) | Cristalino | Lineal | [26, p. 556], [42, p. 50], [43] | Efectos ópticos no lineales térmicos [42] |
| (Cuadrática) Piroelectricidad | \ (\ overrightarrow {P}\) inducida por...” >Diferencial de temperatura,\(\Delta T\) | Cristalino | Cuadrático | [26, p. 556], [43] | Efectos ópticos no lineales térmicos [42] |
| Piroelectricidad Ferroeléctrica | \ (\ overrightarrow {P}\) inducida por...” >Diferencial de temperatura,\(\Delta T\) | Todos | No lineal | [3, p. 366], [26, p. 556], [43] | Efectos ópticos no lineales térmicos [42] |
| Lineal (Pockels) Efecto Electroóptico | \ (\ overrightarrow {P}\) inducida por...” >Electromago óptico. radiación\(\overrightarrow{E}\) | Cristalino | Lineal | Polarizablilidad electrónica [25, p. 390] | |
| Efecto Electroóptico Cuadrático (Kerr) | \ (\ overrightarrow {P}\) inducida por...” >Electromago óptico. radiación\(\overrightarrow{E}\) | Cristalino | Cuadrático | ||
| Efecto Electroóptico Ferroeléctrico | \ (\ overrightarrow {P}\) inducida por...” >Electromago óptico. radiación\(\overrightarrow{E}\) | Todos | No lineal | Anisotropía fotoinducida, fotooscurecimiento [44] [45], estado de par de alternancia de valencia íntima [44 |
Podrías pensar que puedes evitar confusiones de terminología buscando raíces griegas o latinas. Si bien muchos de los términos introducidos en los capítulos anteriores sí tienen raíces etimológicas, mirar las raíces de las palabras no ayuda y a veces empeora las cosas. Como se discutió anteriormente, el prefijo ferro- significa hierro. Sin embargo, el efecto ferroeléctrico no tiene nada que ver con el hierro, y los materiales ferroeléctricos rara vez contienen hierro. Este nombre es una analogía a la ferromagnetica. Algunas formas de hierro son ferromagnéticas. En ferromagnéticos, un campo magnético externo cambia la permeabilidad de un material. En ferroeléctricos, un campo eléctrico externo influye en la permitividad. Para empeorar las cosas, el hierro tiene el símbolo de la tabla periódica\(\text{Fe}\) mientras que el iridio tiene el símbolo\(\text{Ir}\). En este texto, el término efecto piroeléctrico sigue la terminología de Roentengen que data de 1914 [3]. La piro raíz, que aparece en la piroelectricidad, también aparece en la pirita y la pirrotita que son compuestos que contienen hierro.
A veces los términos cambio de fase y fotooscurecimiento se aplican al efecto electro-óptico en materiales amorfos, pero no materiales cristalinos. Más específicamente, los sulfuros, selenidos y telururos, denominados calcogenidos, a veces se denominan materiales de cambio de fase. Los ejemplos incluyen\(\text{GeAsS, GeInSe,}\) y así sucesivamente. La palabra calcogenuro es en sí misma un nombre erróneo. El prefijo chalc- proviene de la raíz griega que significa cobre [24]. Se les nombra en analogía a\(\text{CuS}\), calcosulfuro. El nombre de material de cambio de fase fue popularizado por una compañía que fabricaba CD y componentes de baterías. Si bien los materiales cristalinos también pueden ser electro-ópticos, el nombre de cambio de fase no se aplica típicamente a los cristales.
En ocasiones, la terminología utilizada en la literatura puede ser bastante diferente de la terminología de este texto. Por ejemplo, la referencia [44] describe la polarización material en vidrios calcogenuros diciendo que cuando se expone a campos eléctricos ópticos externos, un material almacena energía por “un excitón transitorio que puede visualizarse como un par de defectos de alternancia de valencia íntima transitoria”.... “Esto significa esencialmente que las anisotropías macroscópicas resultan de la recombinación geminada de pares electrón-agujero, que no se difunden fuera de la entidad microscópica en la que fueron creadas por fotones absorbidos”. Un exciton es un par electrón-hueco unido. Es decir, el material polariza. Cuando se aplica un campo eléctrico óptico externo, se forman dipolos eléctricos en todo el material. Al leer la literatura relacionada con piezoelectricidad, piroelectricidad y electroóptica, tenga en cuenta que no hay mucha consistencia en la terminología utilizada.