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基于第一性原理的 BaTiO$_3$ 电热效应计算:直接与间接方法比较

材料科学 2016-02-24 v1

摘要

我们使用基于第一性原理的有效哈密顿量的分子动力学模拟,计算表征 BaTiO3_3 中电热效应的两个重要量——绝热温度变化 ΔT\Delta T 与等温熵变 ΔS\Delta S——在不同电场强度下的值。我们比较了获取 ΔT\Delta TΔS\Delta S 的直接与间接方法,并确认只要系统不实际经历一级相变,两种方法确实导致相同结果。我们还表明,对于超过一级相变临界场强的电场,可获得大的电热响应。此外,我们的工作填补了基于第一性原理的有效哈密顿量方法应用中的若干空白,该方法代表了定量预测电热性质的一种极具吸引力和强大的方法。特别地,我们讨论了在分子动力学方法中用直接方法计算 ΔT\Delta T 时,在电场斜坡期间维持热平衡的重要性。

关键词

引用

@article{arxiv.1506.00525,
  title  = {First principles-based calculation of the electrocaloric effect in BaTiO$_3$: comparison between direct and indirect methods},
  author = {Madhura Marathe and Anna Grünebohm and Takeshi Nishimatsu and Peter Entel and Claude Ederer},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1506.00525},
  year   = {2016}
}

备注

10 pages, 6 Figures, 1 Table