A5 Fatigue ferroélectrique (vieillissement par polarisation)

Topique

La dégradation de la réponse piézoélectrique — le phénomène décrit par ce modèle — débute lorsqu'un matériau est soumis à des cycles électriques répétés. Ces cycles répétés entraînent une dégradation de la polarisation rémanente du matériau, suivant une loi logarithmique.

Cette dégradation logarithmique n'est pas linéaire : les premiers cycles dégradent davantage la polarisation rémanente. Au fur et à mesure que le nombre de cycles augmente, chaque cycle supplémentaire dégrade de moins en moins la polarisation rémanente ; la réponse cesse d'être proportionnelle au nombre de cycles, au lieu de diminuer de façon constante à chaque cycle.

Cette dégradation de la polarisation rémanente réduit, à son tour, le coefficient piézoélectrique du matériau : c'est précisément cette réduction du coefficient piézoélectrique qui constitue, en pratique, la dégradation de la réponse piézoélectrique à l'origine de ce modèle.

Par conséquent, ce modèle décrit une anomalie de vieillissement au sein du comportement général de la piézoélectricité et de la ferroélectricité : alors que ce comportement général suppose une polarisation rémanente stable, ce modèle décrit précisément ce qui se produit lorsque des cycles électriques répétés érodent cette polarisation rémanente au fil du temps, entraînant l’érosion de la réponse piézoélectrique avec laquelle ce modèle a été développé.

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