Las cerámicas ferroeléctricas son una clase de materiales piroeléctricos cristalinos, es decir, materiales que se polarizan eléctricamente cuando se enfrían por debajo de una temperatura particular. La temperatura crítica a este respecto es el punto de Curie, que quizás se conoce mejor como la temperatura por encima de la cual los materiales ferromagnéticos como el hierro pierden su magnetismo. El término ferroeléctrico, sin embargo, no tiene conexión directa con el hierro. En materiales que exhiben el efecto ferroeléctrico, la polaridad se puede invertir bajo la influencia de un campo eléctrico de la orientación apropiada. Se pueden fabricar muchos materiales cerámicos con esta propiedad calentando los ingredientes en polvo a la temperatura requerida y permitiendo la cristalización a medida que el material se enfría.
Los materiales que exhiben esta propiedad generalmente tienen una estructura cristalina de perovskita, un término que proviene del mineral perovskita (CaTiO3) o titanato de calcio. Estos compuestos tienen la fórmula general ABX3, donde A es un catión grande, B es un catión mucho más pequeño y X es un anión, generalmente oxígeno. La estructura cristalina de estos materiales es tal que los cationes “A” forman una red cúbica con, dentro de cada cubo, un catión “B” rodeado por seis aniones “X”. Las estructuras de perovskita no tienen un centro de simetría, ya que el catión «B» tiende a desplazarse lejos del centro; esto es esencial para el efecto ferroeléctrico. Ejemplos de cerámicas ferroeléctricas con este tipo de estructura cristalina son titanato de bario (BaTiO3), titanato de plomo (PbTiO3) y niobato de potasio (KNbO3).
Cuando se aplica un campo eléctrico, los cationes «B» cambian de posición dentro de la red cristalina según la orientación del campo, y permanecen en estas posiciones cuando el campo se apaga. Esto da como resultado que el material se polarice eléctricamente. Sin embargo, las posiciones de los cationes «B» pueden modificarse aplicando un campo eléctrico con una orientación diferente. De esta manera, las cerámicas ferroeléctricas pueden registrar información y, por lo tanto, pueden usarse para la memoria de la computadora.
Una de las aplicaciones más importantes de la ferroelectricidad es la memoria ferroeléctrica de acceso aleatorio (FRAM). Esto ofrece un almacenamiento y recuperación de datos muy rápidos, con la ventaja de que los datos almacenados se conservan cuando no hay suministro de energía. Las cerámicas ferroeléctricas también son muy adecuadas para su uso en condensadores. Los condensadores multicapa que constan de cientos de láminas delgadas de titanato de bario con electrodos impresos se fabrican en grandes cantidades y tienen una amplia gama de usos, por ejemplo, en imágenes de ultrasonido y cámaras infrarrojas de alta sensibilidad. Otras aplicaciones involucran cerámicas ferroeléctricas de película delgada, que se pueden usar en guías de ondas ópticas y pantallas de memoria óptica.