其最基本的特性为在某些温度范围会具有自发极化,而且极化强度可以随外电场反向而反向,从而出现电滞回线。 极化强度P和外电场E间的关系构成电滞回线。一般而言,晶体的压电性质与自发极化性质都是由晶体的对称性决定的,可是对于铁晶体管,外电场能使自发极化反向的特征却不能由晶体的结构来预测,只能透过电滞回线的测定(或介电系数的测定)来判断。
电滞回线表示铁晶体管中存在domain。铁晶体管通常是由许多称为domain的区域所组成,而在每一个domain里面有相同的极化方向,而与邻近的domain其极化方向不同。如果是多晶体,由于晶粒本身的取向是任意的,不同domain中极化强度的相对取向可以是没有规律的。但若是单晶体,不同domain中极化强度取向之间存在着简单的关系。为明确起见,这里只考虑单晶体的电滞回线,并且设极化强度的取向只有两种可能,亦即沿某轴的正向或负向。
假设在没有外电场的存在下,晶体的总电矩为零,及晶体的两类domain中极化强度方向互为相反平行。当外电场施加于晶体时,极化强度沿电场方向的domain变大,而与其反平行方向的domain则变小。这样,极化强度P随外电场E增大而增大,如图中OA段曲线所示。电场强度的继续增大,最后使晶体只具有单个的domain,晶体的极化强度达到饱和,这相当余图中C附近的部分,将这线性部分推延至外场为零的情形,在纵轴P上所得的截距称为饱和极化强度(即E点)。实际上,这也是每个domain原来已经存在的极化强度。因此饱和极化强度是对每个domain而言的。如电场自图中C处开始降低,晶体的极大P值亦随之减小,但在零电场时,仍存在剩余极化强度(即D点)。必须注意,剩余极化强度是对整个晶体而言的。当点场反向达到矫顽电场强度时(即F点),剩余极化全部消失,反向电场的值继续增大时,极化强度反向。如果矫顽电场强度大于晶体的击穿场强,那么在极化反向之前晶体已被电击穿,便不能说该晶体具有铁电性。 当温度高于某一临界温度时,晶体的铁电性消失,并且晶格亦发生转变,这一温度是铁电体的居里点。由于铁电性的出现或消失,总伴随着晶格结构的改变,所以这是个相变过程。当晶体从非铁电相(称顺电相)向铁电相过渡时,晶体的许多物理性质皆呈反常现象。对于一阶相变常伴随有潜热的发生,对于二阶相变则出现比热的突变。铁电相中自发极化强度是和晶体的自发电致形变相关,所以铁电相的晶格结构的对称性要比非铁电相(顺电相)的低。如果晶体具有两个或多个铁电相时,表征顺电相与铁电相之间的一个相变温度,统称为过渡温度或转变温度。(在此附近时,介电系数常有迅速陡降的现象)。
由于极化的非线性,铁电体的介电系数不是常数,而是依赖于外加电场的,一边,以电滞回线中OA曲线在原点的斜率来代表介电系数,即在测量介电系数ε时,所加的外电场很小。铁电体在过渡温度附近,介电系数ε具有很大的值,数量级达到 ~ ,当温度高于居里点时,介电系数随温度变化的关系遵守居里-外斯定律:
式中 称为特性温度,他一般略低于居里点,C称为居里常数,而 代表电子极化对介电系数的贡献,在过渡温度时, 可以忽略。