Unveiling a giant electrocaloric effect at low electric fields through continuous phase transition design

电热效应 相变 电场 反铁电性 相图 凝聚态物理 材料科学 绝热过程 相(物质) 热力学 工程物理 纳米技术 光电子学 物理 化学 铁电性 量子力学 电介质 有机化学
作者
Yunyao Huang,Leiyang Zhang,P. T. Ge,Ruiyi Jing,Wenjing Shi,Chao Li,Xiang Niu,V. Ya. Shur,Haibo Zhang,Sheng‐Guo Lu,Yintang Yang,Dawei Wang,Xiaoqin Ke,Li Jin
出处
期刊:Advanced powder materials [Elsevier BV]
卷期号:3 (5): 100225-100225 被引量:2
标识
DOI:10.1016/j.apmate.2024.100225
摘要

The reported electrocaloric (EC) effect in ferroelectrics is poised for application in the next generation of solid-state refrigeration technology, exhibiting substantial developmental potential. This study introduces a novel and efficient EC effect strategy in (1–x)Pb(Lu1/2Nb1/2)O3-xPbTiO3 (PLN-xPT) ceramics for low electric-field-driven devices. Phase-field simulations provide fundamental insights into thermally induced continuous phase transitions, guiding subsequent experimental investigations. A comprehensive composition/temperature-driven phase evolution diagram is constructed, elucidating the sequential transformation from ferroelectric (FE) to antiferroelectric (AFE) and finally to paraelectric (PE) phases for x=0.10−0.18 components. Direct measurements of EC performance highlight x=0.16 as an outstanding performer, exhibiting remarkable properties, including an adiabatic temperature change (ΔT) of 3.03 ​K, EC strength (ΔT/ΔE) of 0.08 ​K ​cm kV−1, and a temperature span (Tspan) of 31 ​°C. The superior EC effect performance is attributed to the temperature-induced FE to AFE transition at low electric fields and diffusion phase transition behavior contributing to the wide Tspan. This work provides valuable insights into developing high-performance EC effect across broad temperature ranges through the strategic design of continuous phase transitions, offering a simplified and economical approach for advancing ecofriendly and efficient solid-state cooling technologies.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
luyun发布了新的文献求助10
刚刚
luyun发布了新的文献求助10
1秒前
luyun发布了新的文献求助10
1秒前
mengloo完成签到,获得积分10
1秒前
luyun发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
luyun发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
2秒前
琴power完成签到,获得积分10
3秒前
YO完成签到 ,获得积分10
3秒前
学习完成签到 ,获得积分10
4秒前
yunqingbai完成签到 ,获得积分10
4秒前
luyun发布了新的文献求助10
4秒前
luyun发布了新的文献求助10
4秒前
luyun发布了新的文献求助10
4秒前
luyun发布了新的文献求助10
4秒前
luyun发布了新的文献求助10
4秒前
张哲源完成签到 ,获得积分10
5秒前
小奕完成签到,获得积分10
5秒前
赖床鸭完成签到,获得积分10
5秒前
少生气完成签到,获得积分10
5秒前
zhutu完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
jiangjiang完成签到,获得积分10
7秒前
爱读书完成签到 ,获得积分10
7秒前
yl完成签到,获得积分20
7秒前
luyun发布了新的文献求助10
8秒前
luyun发布了新的文献求助30
8秒前
luyun发布了新的文献求助10
8秒前
luyun发布了新的文献求助10
8秒前
luyun发布了新的文献求助10
8秒前
Owen应助曼曼采纳,获得10
8秒前
圆溜溜溜溜圆完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
木鱼大呆关注了科研通微信公众号
9秒前
爱学习的小吕同学完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
wanmiao12完成签到,获得积分10
10秒前
芹菜完成签到,获得积分10
10秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Molecular Mechanisms of Photosynthesis, 4th Edition 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Social Skills Improvement System-Rating Scales--Chinese Version 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7252949
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8875105
关于积分的说明 18734875
捐赠科研通 6933577
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3199831
关于科研通互助平台的介绍 2374606
邀请新用户注册赠送积分活动 2174506