BaTiO$_3$ 在所有三个铁电相变中的电卡效应：各向异性与逆卡oric效应
材料科学
2017-07-12 v1
摘要
我们利用基于第一性原理的有效哈密顿量的分子动力学模拟，结合对 BaTiO (BTO) 单晶中绝热电卡温度变化的直接测量，研究了块体 BaTiO (BTO) 的电卡 (EC) 效应。我们特别考察了在所有三个铁电相变中电卡效应对外加电场方向的依赖关系，并表明电卡响应具有强烈的各向异性。最引人注目的是，在两个铁电-铁电相变中，对于外加电场的某些取向，可以观察到逆卡oric效应，即在撤去电场时温度升高。利用广义 Clausius-Clapeyron 方程，我们证明逆效应恰好发生在场取向有利于高温/高熵相的那些情况中。我们的模拟表明，只要外加电场足够强以驱动系统跨越一级相变线，在接近室温的四方-正交相变中，即使外加电场很小，原则上也可以获得约 1 K 的温度变化。我们对 BTO 单晶在立方-四方和四方-正交相变处的直接电卡测量结果与我们的理论预测在定性上吻合良好，特别地，证实了在沿 [001] 赝立方方向施加电场时，四方-正交相变处逆电卡效应的发生。
引用
@article{arxiv.1703.05515,
title = {The electrocaloric effect in BaTiO$_3$ at all three ferroelectric transitions: anisotropy and inverse caloric effects},
author = {Madhura Marathe and Damian Renggli and Mehmet Sanlialp and Maksim O. Karabasov and Vladimir V. Shvartsman and Doru C. Lupascu and Anna Grünebohm and Claude Ederer},
journal= {arXiv preprint arXiv:1703.05515},
year = {2017}
}
备注
12 pages, 11 figures