การเลือกใช้วัสดุมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อประสิทธิภาพของเซ็นเซอร์ไพโรอิเล็กทริก วัสดุนั้นต้องแสดงปรากฏการณ์ไพโรอิเล็กทริกที่รุนแรง (ค่าสัมประสิทธิ์ไพโรอิเล็กทริกสูง) และควรมีคุณสมบัติที่ดีอื่นๆ เช่น ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกต่ำ ความจุความร้อนจำเพาะต่ำ และเสถียรภาพทางความร้อนสูง วัสดุหลายประเภทนิยมใช้กันทั่วไป:
- ผลึกเดี่ยว:
- ลิเธียมแทนทาเลต (LiTaO3): เป็นหนึ่งในวัสดุที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด เนื่องจากมีค่าสัมประสิทธิ์ไพโรอิเล็กทริกสูง อุณหภูมิคิวรีสูง (หมายความว่ายังคงคุณสมบัติไพโรอิเล็กทริกไว้ได้ถึงอุณหภูมิสูงกว่า 600°C) มีเสถียรภาพทางเคมี และต้นทุนค่อนข้างต่ำเมื่อเทียบกับผลึกเดี่ยวชนิดอื่น ๆ จึงนิยมใช้ในเซ็นเซอร์ PIR ประสิทธิภาพสูง
- ไตรกลีซีนซัลเฟต (TGS): มีค่าสัมประสิทธิ์ไพโรอิเล็กทริกสูงมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งใกล้กับอุณหภูมิคิวรี (ประมาณ 49°C) อย่างไรก็ตาม อุณหภูมิคิวรีที่ต่ำ ความสามารถในการละลายในน้ำ และความเปราะบางทางกล ทำให้การใช้งานมีข้อจำกัด ใช้ได้เฉพาะในห้องปฏิบัติการหรือการใช้งานเฉพาะทาง ซึ่งมักต้องมีการควบคุมอุณหภูมิให้คงที่
- เซรามิกส์:
- ตะกั่วเซอร์โคเนตไททาเนต (PZT) สายพันธุ์: วัสดุเหล่านี้เป็นเซรามิกเฟอร์โรอิเล็กทริกที่อยู่ในตระกูลเพอร์รอฟสไกต์ โดยการปรับองค์ประกอบ (อัตราส่วน Zr/Ti) และการเติมสารเจือปน (เช่น แลนทานัม – PLZT หรือยูเรเนียม) คุณสมบัติของวัสดุเหล่านี้สามารถปรับแต่งได้ เซรามิกที่ใช้ PZT เป็นส่วนประกอบหลักมีค่าสัมประสิทธิ์ไพโรอิเล็กทริกที่ดี สามารถขึ้นรูปเป็นรูปทรงต่างๆ ได้ และมีต้นทุนการผลิตค่อนข้างต่ำเมื่อผลิตในปริมาณมาก จึงนิยมใช้ในเซ็นเซอร์ PIR เชิงพาณิชย์หลายชนิด
- นอกจากนี้ยังมีการใช้เซรามิกชนิดอื่นๆ เช่น อนุพันธ์ของตะกั่วไททาเนต (PT) หรือตะกั่วเจอร์มาเนต (PGO) ด้วย
- โพลีเมอร์:
- โพลีไวนิลลิดีนฟลูออไรด์ (PVDF) และโคพอลิเมอร์ของมัน (เช่น P(VDF-TrFE)): ฟิล์มพอลิเมอร์เหล่านี้มีความยืดหยุ่น น้ำหนักเบา และราคาไม่แพงนัก สามารถทำให้มีคุณสมบัติไพโรอิเล็กทริกได้โดยผ่านกระบวนการยืดและโพลาไรซ์ แม้ว่าค่าสัมประสิทธิ์ไพโรอิเล็กทริกโดยทั่วไปจะต่ำกว่าของผลึกหรือเซรามิก แต่ความยืดหยุ่นเชิงกล การนำความร้อนต่ำ (ซึ่งนำไปสู่การเป็นฉนวนความร้อนที่ดีกว่า) และศักยภาพในการผลิตในพื้นที่ขนาดใหญ่ ทำให้เหมาะสำหรับงานเฉพาะด้าน เช่น เซ็นเซอร์สัมผัส ไฮโดรโฟน หรือเครื่องตรวจจับอินฟราเรดราคาประหยัด
การเลือกใช้ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดเฉพาะของแอปพลิเคชัน โดยต้องพิจารณาปัจจัยต่างๆ เช่น ความไว ช่วงอุณหภูมิการทำงาน ต้นทุน ความทนทาน และการตอบสนองความถี่ที่ต้องการ