Die Gebrüder CURIE entdeckten 1880, dass bei gewissen Kristallen (z.B. Quarz) an den Kristallflächen positive und negative Ladungen auftreten, wenn die Kristalle gedrückt oder gedehnt werden (Piezoeffekt).
Umgekehrt kann es durch Anlegen einer äußeren elektrischen Spannung an einen solchen Kristall zur Dehnung oder Stauchung des Kristalls kommen (inverser Piezoeffekt). Diesen Umstand nützt man z.B. zur Positionierung der Sondennadeln von Rastertunnel-Mikroskopen aus.
Die Stauchung eines Siliziumoxid-Kristalls (rot: \({\rm{S}}{{\rm{i}}^{ + + + + }}\); blau: \({{\rm{O}}^{ - - - - }}\)) wird in der Animation in Abb. 1 erklärt: Legt man eine äußere Spannung in der dargestellten Weise an, so wird durch das elektrische Feld das obere Siliziumion nach oben gezogen, während das untere Sauerstoffion eine Kraft nach unten erfährt. In der Zelle wird Platz frei und die seitlichen Ionen können sich nach innen bewegen. Dadurch wird die Zelle höher und schmaler.
Die Deutsche Physikalische Gesellschaft e.V. bietet auf ihrer Internetseite "welt der physik" eine Animation zur Funktionsweise eines Piezokristalls an. Funktion eines Piezokristalls (MPEG-Animation: 365KB)