Evaluación Indirecta del Efecto Electrocalórico en Estructuras de Películas Delgadas Epitaxiales Basadas en PbZrTiO (20/80)
Autores: Boni, Georgia A.; Filip, Lucian D.; Radu, Cristian; Chirila, Cristina; Pasuk, Iuliana; Botea, Mihaela; Pintilie, Ioana; Pintilie, Lucian
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Evaluación Indirecta del Efecto Electrocalórico en Estructuras de Películas Delgadas Epitaxiales Basadas en PbZrTiO (20/80)
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales electrónicos, ópticos y magnéticos
Palabras clave
Efecto electrocalórico
Ferroeléctrico
Variación de temperatura
Polarización
Estructuras multicapa
Basado en Pb(ZrTi)O
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
El efecto electrocalórico es el cambio de temperatura adiabático en un material dieléctrico cuando se aplica o se retira un campo eléctrico, y puede considerarse como un método alternativo de refrigeración. Los materiales con orden ferroeléctrico exhiben grandes variaciones de temperatura en las cercanías de una transición de fase, mientras que los antiferroelectricos y relaxores pueden mostrar un efecto electrocalórico negativo. En este estudio, se investigó la variación de temperatura en la polarización para estructuras de películas delgadas ferroeléctricas epitaxiales basadas en materiales de PbZrTiO en estructuras multicapa simples o complejas. Proponemos la intrigante posibilidad de un efecto electrocalórico negativo gigante (T = -3.7 K a temperatura ambiente y T = -5.5 K a 370 K) en un capacitor epitaxial de Pb(ZrTi)O simple. Además, se demostró que la variación anormal de temperatura en la polarización depende del componente no ferroeléctrico introducido en una estructura multicapa. No se obtuvo una variación significativa en la polarización con la temperatura para estructuras multicapa de PZT/STON alrededor de la temperatura ambiente. Sin embargo, para multicapas de PZT/BST o PZT/NbO, se reveló una variación anormal de temperatura en la polarización, que fue similar a una capa simple de PZT. Los valores gigantes y negativos de deltaT se atribuyeron a campos internos y defectos formados debido a los grandes campos de despolarización cuando la alta polarización del componente ferroeléctrico no fue completamente compensada ni por los electrodos ni por la interfaz con una capa aislante. Los resultados presentados hacen que las estructuras basadas en Pb(ZrTi)O sean prometedoras para aplicaciones de enfriamiento que operan cerca de la temperatura ambiente.
Descripción
El efecto electrocalórico es el cambio de temperatura adiabático en un material dieléctrico cuando se aplica o se retira un campo eléctrico, y puede considerarse como un método alternativo de refrigeración. Los materiales con orden ferroeléctrico exhiben grandes variaciones de temperatura en las cercanías de una transición de fase, mientras que los antiferroelectricos y relaxores pueden mostrar un efecto electrocalórico negativo. En este estudio, se investigó la variación de temperatura en la polarización para estructuras de películas delgadas ferroeléctricas epitaxiales basadas en materiales de PbZrTiO en estructuras multicapa simples o complejas. Proponemos la intrigante posibilidad de un efecto electrocalórico negativo gigante (T = -3.7 K a temperatura ambiente y T = -5.5 K a 370 K) en un capacitor epitaxial de Pb(ZrTi)O simple. Además, se demostró que la variación anormal de temperatura en la polarización depende del componente no ferroeléctrico introducido en una estructura multicapa. No se obtuvo una variación significativa en la polarización con la temperatura para estructuras multicapa de PZT/STON alrededor de la temperatura ambiente. Sin embargo, para multicapas de PZT/BST o PZT/NbO, se reveló una variación anormal de temperatura en la polarización, que fue similar a una capa simple de PZT. Los valores gigantes y negativos de deltaT se atribuyeron a campos internos y defectos formados debido a los grandes campos de despolarización cuando la alta polarización del componente ferroeléctrico no fue completamente compensada ni por los electrodos ni por la interfaz con una capa aislante. Los resultados presentados hacen que las estructuras basadas en Pb(ZrTi)O sean prometedoras para aplicaciones de enfriamiento que operan cerca de la temperatura ambiente.