誘電体 (Dielectric substance)

誘電体とは

誘電分極は、誘電体内の電荷の移動によって正負電荷の中心が分離し、電気モーメントが分布する状態になることである。 誘電体と絶縁体は物質としてみれば同じものであるが、電子材料としてみるとき誘電材料は静電気の蓄積に基づく諸性質を用いる材料であり、絶縁材料は電気流さないことを最大の目的とする材料である。

誘電性を表わす量として電束密度と電界強度の比である誘電率が一般に用いられている。 電界を加えないで自発的に分極している物質を強誘電体といい、代表的なものにチタン酸バリウム（BaTiO₃）がある。

誘電体には電界を印加すると分極を中和するため電荷が流れ込むといった性質があり、これを利用して電荷を蓄えるコンデンサをつくることができる。 プラスチックやセラミックスの進歩によりポリエチレンフィルム、酸化タンタル、チタン酸バリウムなどの優れた誘電体材料が開発され、コンデンサの小型化や性能向上に寄与した。

誘電体の性質

一般に原子、分子、イオンなどが外部から電界の作用を受けると、正負電荷の中心が相対的に移動してその分布状態が変わり、これに伴って電気双極子モーメントが生じる。 この種の双極子モーメントを誘導電気双極子モーメントといい、電界がなくても存在する永久電気双極子モーメントと区別する。 気体・液体・固体の誘電分極は単位体積あたりの電気双極子モーメントと等しい。物質の誘電分極に着目するとき、この物質を誘電体という。 電界の作用を十分に受けるためには高抵抗でなければならず、誘電体は絶縁体でもある。

誘電体の用途

電気回路のコンデンサ、DRAMの信号蓄積、マイクロ波集積回路などに用いられている。