Ferroische Werkstoffe sind Festkörper, die mindestens eine spontan geordnete physikalische Größe besitzen, die sich durch äußere Felder umkehren lässt. Je nach Art der Ordnung unterscheidet man ferroelektrische, ferromagnetische, ferroelastische und ferrotoroidale Materialien. Treten mehrere dieser Ordnungsphänomene auf, spricht man von multiferroisch.

In der Ultraschalltechnik werden ferroelektrische und piezoelektrische Materialien – wie Bleizirkonattitanat (PZT), Blei-Magnesium-Niobat-Titanat (PMN-PT) oder Bariumtitanat (BaTiO₃) – als Schallwandler eingesetzt. Die direkte und inverse Piezoelektrizität ermöglicht die Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Bewegung und umgekehrt. Dabei führt eine angelegte elektrische Spannung zur elastischen Deformation des Kristallgitters, wodurch hochfrequente mechanische Wellen (Ultraschall) erzeugt werden können. Dank ihrer hohen Kopplungskonstanten und Stabilität sind ferroelektrische Keramiken und Einkristalle essenziell für medizinische Ultraschallsonden, zerstörungsfreie Werkstoffprüfung und Präzisionspositionssysteme in der Mikro- und Nanotechnik.

Ansprechpartner: Prof. Vladimir Shvartsman, Prof. Doru C. Lupascu