【摘 要】
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制冷在人们生活中不可或缺。但现有压缩机制冷,由于排出的气体直接破坏臭氧层,所导致的全球变暖已经引起全球科学家的高度关注,寻找新的制冷方法已经刻不容缓。用外加电场驱动铁电材料相变的电卡效应制冷技术,由于电卡效应直接与极化强度的变化有关,不需要压缩机产生固液相变,所以具有低功耗、高效制冷等特点。因此,本论文通过相场方法模拟研究铁电材料中电极化强度的变化和分布,来进一步理解电卡效应与尺寸之间的关系,从而
【机 构】
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北京科技大学物理系,北京市海淀区学院路30号 100083
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制冷在人们生活中不可或缺。但现有压缩机制冷,由于排出的气体直接破坏臭氧层,所导致的全球变暖已经引起全球科学家的高度关注,寻找新的制冷方法已经刻不容缓。用外加电场驱动铁电材料相变的电卡效应制冷技术,由于电卡效应直接与极化强度的变化有关,不需要压缩机产生固液相变,所以具有低功耗、高效制冷等特点。因此,本论文通过相场方法模拟研究铁电材料中电极化强度的变化和分布,来进一步理解电卡效应与尺寸之间的关系,从而为实验设计新型电卡效应制冷器件提供理论基础。我们的模拟结果表明,由于带基体的铁电薄膜和无束缚的纳米线具有不同的力学边界条件,铁电纳米线的电极化强度和熵变都比薄膜的大[1]。此外,我们进一步模拟了铁电纳米线随着不同的纳米线半径和表面坍缩力的变化,其电极化强度和熵变都在一个临界半径和坍缩力处出现了极大值。本文的工作帮助我们进一步理解铁电材料相变的纳米尺寸效应,为实验上设计出高效率制冷器件提供理论基础。
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