Sensors and Actuators - Fachbereich Physik der Universität ...

The spontaneous polarization will be a strong function of temperature, since the atomic dipole
moments vary as the crystal expands or contracts. Heating the crystal will tend to desorb the
surface neutralizing ions, as well as changing the polarization, so that a surface charge may
then be detected. Thus, the crystal appears to have been charged by heating. This is called the
pyroelectric effect.
Pyroelektrisches Material bei Ausgangstemperatur Pyroelektrisches Material in der Aufwärmphase: Das
Material dehnt sich durch die Temperaturänderung aus.
Dadurch kommt es gleichzeitig zu einer Verschiebung
von Ladungen, die als Strom gemessen werden können.
Die gelben Pfeile geben die Richtung der
Ladungswanderung an.
Pyroelektrisches Material bei höheren Temperaturen: Die
Ladungen haben sich neu verteilt.
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Pyroelektrisches Material während des Abkühlens: Das
Material polarisiert sich wieder zurück, wobei erneut
Ladungen fließen, die sich als Strom messen lassen.
Quelle: www.sensedu.com
The electric field developed across a pyroelectric crystal can be remarkably large when it is
subjected to a small change in temperature. We define a pyroelectric coefficient, p, as the
change in flux density, D, (D: electric flux density = elektrischer Fluss = dielektrische
Verschiebung= ε0·Ε+ P with ε0 = permittivity of vacuum, E = electric field vector, P = polarization
vector) in the crystal due to a change in temperature, T, i.e.
p =δD/δT.
Using a capacitor, the pyroelectric voltage signal ∆U is