鐵電存儲器能夠實(shí)現存儲功能的核心是鐵電材料及其具備的鐵電性，利用該特性制備成鐵電電容，便可以實(shí)現存儲功能。以鐵電電容為核心，設計鐵電存儲器的基本存儲單元，并結合譯碼電路、驅動(dòng)電路、靈敏放大器等電路設計鐵電存儲器的存儲陣列。鐵電存儲器的存儲陣列、字線(xiàn)電壓控制模塊、時(shí)序控制邏輯、數據傳輸邏輯等模塊共同構成了鐵電存儲器。

一般認為，鐵電材料的研究開(kāi)始于 1920 年，法國科學(xué)家 Valasek 在研究中發(fā)現，羅息鹽（即酒石酸鉀鈉，NaKC4H4O6·4H2O）在施加外電場(chǎng) E 的作用下，其極化強度 P 隨著(zhù)外電場(chǎng) E 的改變產(chǎn)生圖 2-1 所示的滯后回線(xiàn)的關(guān)系，是一種非常特殊的非線(xiàn)性介電行為。由于圖 2-1 中的極化強度-電壓的曲線(xiàn)與鐵磁體的磁滯回線(xiàn)相似，因此鐵電材料的極化強度-電壓的曲線(xiàn)也被成為電滯回線(xiàn)，擁有這種特性的晶體被稱(chēng)為“鐵電體”，相應的材料被稱(chēng)為“鐵電材料”。而鐵電材料不止擁有鐵電性，它還擁有良好的壓電性、熱釋電性、光電效應以及聲光效應等，所以鐵電材料受到業(yè)界各行業(yè)的廣泛關(guān)注。

鐵電材料是指材料本身具有自發(fā)極化特性，且材料發(fā)生自發(fā)極化時(shí)極化方向會(huì )有 2 個(gè)或多個(gè)可能取向，并且同時(shí)其極化強度隨著(zhù)外加電場(chǎng)的變化會(huì )隨之改變的極性電介質(zhì)。在圖 2-1 中，假設鐵電材料初始極化強度為 0，那么在外加電壓情況下，其極化強度會(huì )隨電壓增加而增加，當外部電壓到達 Vsat 時(shí)，極化強度到達Psat。Psat 又被成為大極化強度或者飽和極化強度（Saturated polarization），Vsat 又被稱(chēng)為大極化電壓或飽和極化電壓（Saturated voltage）。但是當外部電壓被撤銷(xiāo)時(shí)，其極化強度并不會(huì )隨著(zhù)外部電壓降低而變?yōu)?nbsp;0，而是隨著(zhù)外部電壓的變?yōu)?0，其極化強度會(huì )變?yōu)?nbsp;Pr，即剩余極化強度（Residual polarization）。隨著(zhù)外部電壓的繼續降低，當外部電壓到達-Vc 時(shí)，鐵電材料的極化強度變?yōu)?0，該外部電壓 Vc 被稱(chēng)為矯頑電壓（Coercive voltage）。當電壓降至-Vsat 時(shí)，鐵電材料極化強度會(huì )到達-Psat，即與 Psat 相反的極化強度，當電壓從-Vsat 變?yōu)?Vsat 時(shí)，極化強度便會(huì )沿著(zhù)與上部分曲線(xiàn)呈中心對稱(chēng)的下部分曲線(xiàn)變化。這便是電滯回線(xiàn)的特性，一般認為電滯回線(xiàn)是鐵電材料的基本特性。

但是，僅憑電滯回線(xiàn)判斷鐵電材料并不jing準。原因一是電介質(zhì)本身具有一定的非線(xiàn)性電阻，或者電介質(zhì)材料的介電常數并非固定值，而是與外加電場(chǎng)強度相關(guān)；二是一些半導體鐵電材料本身具有較大的漏電流，使用傳統的 Sawyer-Tower電路方法難以觀(guān)測到電滯回線(xiàn)。因此，測試得到的電滯回線(xiàn)只能被認為是鐵電材料的重要特征之一。近年來(lái)，較大漏電流造成的鐵電材料電滯回線(xiàn)難以測量的技術(shù)障礙已經(jīng)被科學(xué)家突破，科學(xué)家通過(guò)串聯(lián)鐵電電容和外接電阻的新電路測試法成功測得部分鐵電材料的電滯回線(xiàn)。而從微觀(guān)結構來(lái)看，鐵電體可以有以下定義：鐵電體晶胞具有大小相等的非零電偶極矩；且晶胞具有兩個(gè)或兩個(gè)以上的結晶學(xué)等效方向，電偶極矩可以沿其中任一個(gè)方向取向。即在外電場(chǎng)作用下，電偶極矩可以由原來(lái)方向轉變到其他結晶學(xué)等效方向。