Khi nung nóng hay làm lạnh, một tinh thể sẽ sinh ra một phân cực điện kết quả là tạo ra một hiệu điện thế. Nhiệt độ thay đổi là nguyên nhân làm cho các điện tích dƣơng và điện tích âm di chuyển đến các cực đối diện của tinh thể.
Vật liệu điện hỏa đƣợc sử dụng trong các sensor bức xạ, trong đó các bức xạ tới bề mặt của chúng đƣợc chuyển hóa thành nhiệt. Sự tăng của nhiệt độ do những bức xạ là nguyên nhân làm thay đổi độ lớn phân cực điện của tinh thể. Điều này dẫn đến một điện thế có thể đo đƣợc, nếu đặt trong một mạch điện, dòng đo đƣợc:
dT I pA
dt
(2.6)
Với p là hệ số điện hỏa, A là diện tích của điện cực, dT/dt là tỷ số thay đổi
nhiệt độ.
Hệu ứng điện hỏa sử dụng để tạo ra một điện trƣờng mạnh (GV/m) trong một vài vật liệu bằng cách đốt nóng nó từ -30 ºC đến +45 ºC trong một vài phút.
Những sensor bức xạ dựa trên hiệu ứng điện hỏa trong thƣơng mại hoạt động trong một dải rộng của bƣớc sóng. Sensor điện hỏa chế tạo từ vật liệu điện hỏa nhƣ lithium tantalite và PZT, phát sinh điện thế khi nhiệt độ thay đổi nhỏ do chiếu xạ vào bề mặt tinh thể.
Có thể sử dụng vật liệu nano để tăng cƣờng khả năng của các sensor điện hỏa. Ví dụ Liang đã dùng film xốp SiO2 làm lớp cách ly nhiệt để hạn chế sự khuyếch tán của dòng nhiệt từ lớp điện hỏa đến lớp Si trong đầu dò hồng ngoại điện
hỏa đa lớp film mỏng. Điều này cải thiện sự giam hãm năng lƣợng bên trong lớp cảm biến điện hỏa, dẫn đến sự tăng cƣờng hoạt động của sensor.
2.3 Một số hiệu ứng chuyển đổi quang – điện 2.3.1 Hiệu ứng quang điện [9, 10]