Пьезоэлектричество (от др.-греч. πιέζω, piézō — давлю, сжимаю[1]) — обратимая электромеханическая связь электрической поляризации (индукции) и механических деформаций (напряжений) в анизотропных диэлектрических средах, обладающих определённой кристаллической структурой и симметрией. Включает[2]:
При прямом пьезоэффекте деформация пьезоэлектрического образца приводит к возникновению связанных зарядов[2]. на поверхностях деформируемого твёрдого тела и, следовательно, электрического напряжения между этими поверхностями, при обратном — приложение электрического напряжения к телу вызывает его деформацию.
Прямой пьезоэлектрический эффект был открыт братьями Жаком и Пьером Кюри в 1880 году[4][5]. Обратный эффект был предугадан в 1881 году Липпманом исходя из термодинамических соображений. В том же году экспериментально открыт братьями Кюри.
Причиной пьезоэлектрического эффекта является смещение состояния электрического и механического равновесия кристалла диэлектрика под влиянием внешних воздействий. Макроскопическая деформация кристалла приводит к относительным перемещениям элементов их структуры и появлению электронной и ионной поляризации, и наоборот — наложение внешнего электрического поля приводит к смещению структурных единиц кристалла и деформациям их электронных оболочек[2].
Отличная от нуля макроскопическая поляризация проявляется только у кристаллов, не имеющих центра симметрии, то есть классов симметрии 1, 2, 3, 4, m, mm2, 3m, 4mm, 6mm, 222, 4̅, 422, 4̅2m, 6̅, 622, 6̅m2, 32, 23, m3̅. Кристаллы 10-ти первых указанных классов способны обладать постоянной поляризацией и являются пироэлектриками. Сегнетоэлектрики — частный случай пироэлектриков, направление поляризации которых может быть изменено внешним полем[2].
Методы вычисления пьезоэлектрической поляризации по заданным смещениям и законам взаимодействия частиц составляют предмет микроскопической теории пьезоэлектричества, которая оперирует однородными тензорными полями[2]..