范德瓦尔斯磁体中跨越相变的热弹性阻尼
介观与纳米尺度物理
2025-02-06 v1
摘要
对导致范德瓦尔斯纳米机械谐振器阻尼的微观机制进行定量理解仍然难以实现。在这项工作中，我们研究了范德瓦尔斯磁体，其中由于磁弹耦合，热膨胀系数在磁相变处表现出异常。热膨胀介导了机械应变与热流之间的耦合，并决定了热弹性阻尼(TED)的强度。因此，热膨胀系数的变化直接反映在TED中，这促使我们将重点放在这一机制上。我们扩展了现有的TED模型，以纳入各向异性热传导，这是范德瓦尔斯材料的一个关键特性。通过将谐振器材料的热力学性质与各向异性TED模型相结合，我们研究了耗散作为温度的函数。我们的发现揭示了相变对耗散的显著影响，以及由几何形状和面内与面外热导率的相对贡献所控制的不同耗散区域之间的转变。这些区域的特征在于应变与面内或穿面热传播之间的共振相互作用。为了验证我们的理论，我们将其与FePS谐振器的温度相关力学共振的实验数据进行了比较。
引用
@article{arxiv.2502.02987,
title = {Thermoelastic Damping Across the Phase Transition in van der Waals Magnets},
author = {Alvaro Bermejillo-Seco and Xiang Zhang and Maurits J. A. Houmes and Makars Šiškins and Herre S. J. van der Zant and Peter G. Steeneken and Yaroslav M. Blanter},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.02987},
year = {2025}
}
备注
16 pages, 8 figures