Pietsosähköinen ilmiö tai pietsosähköilmiö on ilmiö, jossa mekaaninen jännitys aiheuttaa aineen sähköisen polaroitumisen,[1] elikiteen vastakkaisten pintojen välille muodostuu sähköinenjännite. Vastaavasti, kun aineeseen kohdistetaan sähkökenttä, aine muuttaa muotoaan.[1] Siten tällä ilmiöllä voidaan muodostaa mekaanista värähtelyä kytkemällä pietsosähköiseen materiaaliinvaihtojännite.
Pietsosähköisyys onanisotrooppista eli esimerkiksi sähköiset, mekaaniset ja sähkömekaaniset ominaisuudet ovat erilaisia eri kideakseleiden suunnissa. Pietsoelementin muodon, koon ja polarisointiakselin suunnan sekäelektrodien sijoittelun valinnoilla saadaan aikaan halutut värähtelymuodot. Elektrodit sijoitetaan tavallisesti kohtisuoraan polarisointiakseliin nähden mutta niiden koot ja muodot voivat vaihdella käyttötarkoituksen mukaan.
Koska pietsosähköinen polarisaatio on kiteisen materiaalin ominaisuus ja se vaihtelee eri kidesuunnissa, täytyy kiderakenteen olla tietyllä tavalla epäsymmetrinen (ei inversiokeskusta).Amorfiset aineet (lasit) eivät voi olla pietsosähköisiä. Monikiteisissä aineissa pietsosähköisyys keskiarvoistuu nollaksi, ellei kiteillä ole jotain preferenssisuuntaa.
Monikiteisissäferrosähköisissä materiaaleissa pietsosähköisyys voidaan saada aikaan mm. ulkoisella polarisoinnilla. Polarisointiprosessissa materiaali sijoitetaan korkeaanlämpötilaan (kuitenkin alle materiaalinCurie-pisteen) ja altistetaan voimakkaallesähkökentälle. Sähkökenttä suuntaa korkean lämpötilan vapauttamien kiteidendipolit sähkökentän suuntaisiksi. Kun materiaalijäähdytetään sähkökentän vallitessa, jäävät dipolit saman suuntaisiksi, joten materiaali muuttuu pietsosähköiseksi. Polaroitua monikiteistä pietsomateriaalia ei siis saa kuumentaa Curie-pisteeseen, koska kiteet vapautuvat ja pietsosähköisyys häviää.
Vanhin pietsosähköinen materiaali onkvartsi, joka löytyy luonnosta pietsosähköisenä suurikokoisena kiteenä. Kvartsikiteestä pietsoelementti leikataan sopivan suuntaisena, jottapolarisaatioakseli saadaan osoittamaan haluttuun suuntaan.
Pietsosähköisiä materiaaleja tunnetaan hyvin suuri joukko, mutta yleisimmin käytettyjä ovat seuraavat:
