vestnovsuВестник Новгородского государственного университетаVestnik of Novgorod State University2076-8052Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого10.34680/2076-8052.2023.5(134).800-806vestnovsu-273Research ArticleСтатьиВлияние межслоевой механической связи в мультиферроике на мультикалорический эффектInfluence of interlayer mechanical coupling in multiferroic on multicaloric effecthttps://orcid.org/0000-0002-7733-1030ПетровВ. М.PetrovV. M.

Петров Владимир Михайлович – доктор технических наук, профессор, профессор, главный научный сотрудник

Великий Новгород 

 Veliky Novgorod 

Vladimir.Petrov@novsu.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9252-2233КарачиновВ. А.KarachinovV. A.

Карачинов Владимир Александрович – доктор технических наук, профессор, профессор, ведущий научный сотрудник

Великий Новгород 

Veliky Novgorod

Vladimir.Karachinov@novsu.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8704-6751ГаврушкоВ. В.GavrushkoV. V.

Гаврушко Валерий Владимирович – доктор технических наук, профессор

Великий Новгород 

 Veliky Novgorod 

Valery.Gavrushko@novsu.ruНовгородский государственный университет имени Ярослава МудрогоРоссияYaroslav-the-Wise Novgorod State UniversityRussian Federation20230702202405(134)800806Copyright © Петров В.М., Карачинов В.А., Гаврушко В.В., 20242024Петров В.М., Карачинов В.А., Гаврушко В.В.Petrov V.M., Karachinov V.A., Gavrushko V.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnovsu.elpub.ru/jour/article/view/273

 Влияние одноосного сжимающего напряжения на электрокалорический эффект в двухслойной структуре на основе титаната бария исследовано при помощи термодинамического подхода Ландау-Гинзбурга. В качестве модельного материала  использован титанат бария. Показано, что электрокалорический эффект можно регулировать с помощью одноосного сжимающего напряжения. Применение сжимающего напряжения является эффективным подходом для повышения электрокалорического эффекта в  сегнетоэлектрической керамике. Сжимающее  напряжение в рассматриваемой двухслойной магнитострикционно-сегнетоэлектрической  структуре является следствием механически связанных слоев сегнетоэлектрика и  магнитострикционного материала. 

 The influence of uniaxial compression on the electrocaloric effect in a barium titanate-based bilayer was studied using the Landau-Ginzburg thermodynamic approach. Barium titanate was used as a model material. It was shown that the electrocaloric effect can be controlled by uniaxial compression. Application of compressive stress is an effective approach to enhance the electrocaloric effect in ferroelectric ceramics. The compressive stress in the considered magnetostrictive-ferroelectric bilayer is a result of mechanical coupling between ferroelectric and magnetostrictive phases. 

математическое моделированиеэлектрокалорический эффектмагнитокалорический эффектбарокалорический эффектмультиферроикmathematical modelingelectrocaloric effectmagnetocaloric effectbarocaloric effectmultiferroicИсследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 22- 21-20119, https://rscf.ru/project/ 22-21-20119/.ReferencesElectrocaloric Materials / Editors T. Correia, Qi Zhang. Springer, Berlin, 2014. 243 p.Electrocaloric Materials / Editors T. Correia, Qi Zhang. Springer, Berlin, 2014. 243 p.Es’kov A., Anokhin A., Pakhomov O., Semenov A., Fadeev E., Dedyk A., Kholkin A., Tselev A., Baranov I. V., Lähderanta E. Multiferroic properties of barium strontium titanate ceramics doped with gadolinium and iron // Ferroelectrics. 2021. 574(1). 109-114. DOI: 10.1080/00150193.2021.1888054Es’kov A., Anokhin A., Pakhomov O., Semenov A., Fadeev E., Dedyk A., Kholkin A., Tselev A., Baranov I. V., Lähderanta E. Multiferroic properties of barium strontium titanate ceramics doped with gadolinium and iron // Ferroelectrics. 2021. 574(1). 109-114. DOI: 10.1080/00150193.2021.1888054Старков А. С., Старков И. А. Мультикалорический эффект в твердом теле: новые аспекты // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2014. 146(2). 297-303. DOI: 10.7868/S0044451014080082Starkov A. S., Starkov I. A. Multicaloric effect in a solid: New aspects // Journal of Experimental and Theoretical Physics. 2014. 119(2). 258-263. DOI: 10.1134/S1063776114070097Sokolovskiy V., Fayzullin R., Buchelnikov V. D., Droboseuk M. Theoretical treatment and direct measurements of magnetocaloric effect in Ni2.19-xFexMn0.81Ga Heusler alloys // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2013. 343. 6-12. DOI: 10.1016/j.jmmm.2013.04.069Sokolovskiy V., Fayzullin R., Buchelnikov V. D., Droboseuk M. Theoretical treatment and direct measurements of magnetocaloric effect in Ni2.19-xFexMn0.81Ga Heusler alloys // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2013. 343. 6-12. DOI: 10.1016/j.jmmm.2013.04.069Xiao F., Fukuda T., Kakeshita T. Significant elastocaloric effect in a Fe-31.2Pd (at. %) single crystal // Applied Physics Letters. 2013. 102. 161914. DOI: 10.1063/1.4803168Xiao F., Fukuda T., Kakeshita T. Significant elastocaloric effect in a Fe-31.2Pd (at. %) single crystal // Applied Physics Letters. 2013. 102. 161914. DOI: 10.1063/1.4803168Cui J., Wu Y., Muehlbauer J., Hwang Y., Radermacher R., Fackler S., Wuttig M., Takeuchi I. Demonstration of high efficiency elastocaloric cooling with large ΔT using NiTi wires // Applied Physics Letters. 2012. 101. 073904. DOI: 10.1063/1.4746257Cui J., Wu Y., Muehlbauer J., Hwang Y., Radermacher R., Fackler S., Wuttig M., Takeuchi I. Demonstration of high efficiency elastocaloric cooling with large ΔT using NiTi wires // Applied Physics Letters. 2012. 101. 073904. DOI: 10.1063/1.4746257Bechtold C., Chluba C., Lima de Miranda R., Quandt E. High cyclic stability of the elastocaloric effect in sputtered TiNiCu shape memory films // Applied Physics Letters. 2012. 101. 091903. DOI: 10.1063/1.4748307Bechtold C., Chluba C., Lima de Miranda R., Quandt E. High cyclic stability of the elastocaloric effect in sputtered TiNiCu shape memory films // Applied Physics Letters. 2012. 101. 091903. DOI: 10.1063/1.4748307Ma˜nosa L., Jarque-Farnos S., Vives E., Planes A. Large temperature span and giant refrigerant capacity in elastocaloric Cu-Zn-Al shape memory alloys // Applied Physics Letters. 2013. 103. 211904. DOI: 10.1063/1.4832339Ma˜nosa L., Jarque-Farnos S., Vives E., Planes A. Large temperature span and giant refrigerant capacity in elastocaloric Cu-Zn-Al shape memory alloys // Applied Physics Letters. 2013. 103. 211904. DOI: 10.1063/1.4832339Lisenkov S., Ponomareva I. Giant elastocaloric effect in ferroelectric Ba0.5Sr0.5TiO3 alloys from first-principles // Physical Review. 2012. B 86. 104103. DOI: 10.1103/PhysRevB.86.104103Lisenkov S., Ponomareva I. Giant elastocaloric effect in ferroelectric Ba0.5Sr0.5TiO3 alloys from first-principles // Physical Review. 2012. B 86. 104103. DOI: 10.1103/PhysRevB.86.104103Lisenkov S., Mani B. K., Chang C.-M., Almand J., Ponomareva I. Multicaloric effect in ferroelectric PbTiO3 from first principles // Physical Review. 2013. B 87. 224101. DOI: 10.1103/PhysRevB.87.224101Lisenkov S., Mani B. K., Chang C.-M., Almand J., Ponomareva I. Multicaloric effect in ferroelectric PbTiO3 from first principles // Physical Review. 2013. B 87. 224101. DOI: 10.1103/PhysRevB.87.224101Liu Y., Infante I. C., Lou X. J., Bellaiche L., Scott J. F., Dkhil B. Giant roomtemperature elastocaloric effect in ferroelectric ultrathin films // Advanced Materials. 2014. 26(35). 6132-5137. DOI: 10.1002/adma.201401935Liu Y., Infante I. C., Lou X. J., Bellaiche L., Scott J. F., Dkhil B. Giant roomtemperature elastocaloric effect in ferroelectric ultrathin films // Advanced Materials. 2014. 26(35). 6132-5137. DOI: 10.1002/adma.201401935Bichurin M., Petrov V., Zakharov A., Kovalenko D., Chul Yang S., Maurya D., Bedekar V., Priya S. Magnetoelectric Interactions in Lead-Based and Lead-Free Composites // Materials. 2011. 4(4). 651-702. DOI: 10.3390/ma4040651Bichurin M., Petrov V., Zakharov A., Kovalenko D., Chul Yang S., Maurya D., Bedekar V., Priya S. Magnetoelectric Interactions in Lead-Based and Lead-Free Composites // Materials. 2011. 4(4). 651-702. DOI: 10.3390/ma4040651Bichurin M. I., Petrov V. M. Modeling of Magnetoelectric Effects in Composites. Springer Dordrecht, 2014. 108 p.Bichurin M. I., Petrov V. M. Modeling of Magnetoelectric Effects in Composites. Springer Dordrecht, 2014. 108 p.Wang X. X., Tang X. G., Chan H. L. Electromechanical and ferroelectric properties of (Bi1∕2Na1∕2)TiO3–(Bi1∕2K1∕2)TiO3–BaTiO3 lead-free piezoelectric ceramics // Applied Physics Letters. 2004. 85. 91-93. DOI: 10.1063/1.1767592Wang X. X., Tang X. G., Chan H. L. Electromechanical and ferroelectric properties of (Bi1∕2Na1∕2)TiO3–(Bi1∕2K1∕2)TiO3–BaTiO3 lead-free piezoelectric ceramics // Applied Physics Letters. 2004. 85. 91-93. DOI: 10.1063/1.1767592

The authors declare that there are no conflicts of interest present.