鐵電存儲
鐵電體中可翻轉(zhuǎn)的自發(fā)極化在正反向脈沖電壓的作用下能穩(wěn)定地存在 +pr 和 –pr 兩個(gè)態(tài)（即電滯回線特性），對應(yīng)于計(jì)算機(jī)邏輯電路中的“1”和“0”。鐵電體還具有非揮發(fā)性，即使沒有從外界輸入能量，依舊能夠存儲寫入的信息，因此，具有非揮發(fā)性的鐵電存儲器也逐漸成為誘人的應(yīng)用之一。當(dāng)前，已設(shè)計(jì)出非揮發(fā)性鐵電隨機(jī)存儲器 (feram) 和鐵電場效應(yīng)管 (fefet) 兩種鐵電存儲器，其中 feram 相比于目前常用的幾種存儲器有如下一些優(yōu)點(diǎn)：非揮發(fā)性、高速存取、低能耗、高密度、工作溫度范圍廣。這些優(yōu)異的性能使得鐵電隨機(jī)存儲器可應(yīng)用于多種低電壓、低能耗的便攜式電子器件中。鐵電場效應(yīng)管 (fefet)：鐵電薄膜直接沉積在場效應(yīng)管 (fet) 的柵極位置，充當(dāng)半導(dǎo)體內(nèi)場效應(yīng)管中的金屬電極，因 為鐵電薄膜的兩種極化狀態(tài)，會使源-漏之間的電流出現(xiàn)很大的波動，這樣就會讀出“1”和“0”，可用電擦寫的非破壞性隨機(jī)存儲器 (ndram) 也是利用了這個(gè)原理。不過，fefet 中鐵電薄膜要和半導(dǎo)體直接接觸，界面反應(yīng)和界面缺陷尚未完。
鐵電儲能
相比傳統(tǒng)的化石能源，電能具有更多的優(yōu)點(diǎn)，如保護(hù)環(huán)境、使用便捷、可以傳輸?shù)?，就算是現(xiàn)在極力吹捧的新能源，也還是要先轉(zhuǎn)化為電能才能使用。人們的日常生活離不開電，偉大的科學(xué)技術(shù)也離不開電，因此電能不僅會是人類發(fā)展的戰(zhàn)友，還將會成為工業(yè)發(fā)展的血
液。
某些情況下，人們希望可以將能量進(jìn)行時(shí)間壓縮，得到高功率的能量脈沖，即需要使用能量時(shí)就可以立即釋放出來，反之不需要就可以把能量存儲起來。日常生活中，我們用的電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的，因此功率密度小也是在所難免，這將導(dǎo)致不能在某些要求迅速充放電的情況下應(yīng)用。超級電容器雖然有高出一般水準(zhǔn)的儲能密度及功率密度，但是其化 學(xué)穩(wěn)定性不是很高，工作電壓和工作溫度也處于低水平，因此很難處于高溫、高壓等環(huán)境下工作。相對而言，介質(zhì)電容器還略勝，不僅具有非常高的功率密度，而且制備工藝也不復(fù)雜且耐高壓。
儲存電能的方式多種多樣，我們常用的電池一般是通過化學(xué)變化來儲存電能的，電介質(zhì)儲能卻是以物理方式儲存電能。從圖 1.3（電介質(zhì)電容器充放電示意圖）中可以看出，上下兩端空白的矩形代表電容器的兩個(gè)極板，兩極板間的陰影部分代表電介質(zhì)，電介質(zhì)中有許多偶極子，用不同的顏色（黑色和灰色）代表偶極子兩端的電荷。給電容器充電前，兩極板不帶電荷，偶極子在電介質(zhì)中的分布也是雜亂無章。充電后，在電場力的作用下，一端與電源正極相連的極板因流失電子而帶正電，而另一端與負(fù)極相連的極板因獲電子而帶負(fù)電，因此兩極板間的電場強(qiáng)度會伴隨極板上電荷的增多而增大，使電介質(zhì)中的偶極子從無向隨機(jī)分布慢慢變成定向有序分布，而這樣分布的偶極子就可以發(fā)揮儲能的作用，會通過電能的形式在放電時(shí)釋放，隨后偶極子又會回到原始的無向排布狀態(tài)，無限循環(huán)著充放電的過程。
儲能密度，指單位體積內(nèi)介質(zhì)儲存起來的能量。就電介質(zhì)材料而言，電介質(zhì)中存儲的能 量只有釋放出來的才有利用價(jià)值，然而通常不能*釋放。因此電介質(zhì)材料的儲能密度，一般是指單位體積下材料可以釋放出的電能，用 j/cm3 來表示。它可以用以下公式計(jì)算：
線性電介質(zhì)材料的儲能密度的表達(dá)公式，如下：
儲能效率也相當(dāng)于電容器內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換效率，然而能量不會*以電能的形式放出，部 分能量會轉(zhuǎn)化成熱能，這不但會浪費(fèi)能源，還有可能燒壞電容器。
雖然介質(zhì)電容器功率密度*，但其儲能密度較小，這嚴(yán)重阻礙了它在儲能方面的應(yīng)用，因此開發(fā)新型的高儲能密度介電材料是解決這個(gè)問題的新思路。