铁电体中常规与逆机械卡效应的共存
材料科学
2021-12-01 v1
摘要
机械卡效应是材料在施加或移除外部应力时发生的温度变化。除了基础意义外，这种卡效应响应代表了当前冷却技术的一种有前景且环保的替代方案。为获得大的机械卡效应，我们需要弹性性质（如应变、弹性柔顺系数）强烈依赖于温度的材料。铁电钙钛矿氧化物即是如此，其自发电极化的产生伴随显著的应变和晶格软化。因此，本工作中我们通过预测性原子级（“第二原理”）模拟和此处引入的微扰形式体系，研究了模型铁电体PbTiO的机械卡性质。我们的计算揭示了相对较大的效应（在相对较小0.1 GPa的压缩下可达4 K）及若干引人注目的特征。特别地，我们发现机械卡响应在铁电相中高度各向异性，其既可以是常规的（压缩时温度升高），也可以是逆的（温度降低），取决于所施加应力的方向。我们讨论并解释了这些令人惊讶的、与现有实验信息吻合良好的结果。我们的分析表明，常规与逆机械卡响应的共存可能在铁电体和呈现负热膨胀的材料中普遍存在。
引用
@article{arxiv.2109.00988,
title = {Coexisting conventional and inverse mechanocaloric effects in ferroelectrics},
author = {Diana E. Murillo-Navarro and Mónica Graf and Jorge Íñiguez},
journal= {arXiv preprint arXiv:2109.00988},
year = {2021}
}
备注
9 pages, 5 figures