Вышедшие номера
Home » Физика твердого тела » Год 2022, выпуск 4 » Статья стр. 395
>>>
Мультикалорики --- новые материалы энергетики и стрейнтроники * (О б з о р)
DOI: 10.21883/FTT.2022.04.52179.34s
Russian Foundation for Basic Research, Expansion, 20-12-50347
Амиров А.А.1,2, Тишин А.М.3, Пахомов О.В.4
1Институт физики им. Х.И. Амирханова ДФИЦ РАН, Махачкала, Россия
2Балтийский федеральный университет им. Иммануила Канта, Калининград, Россия
3Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
4Университет ИТМО, Санкт-Петербург, Россия
Email: amiroff_a@mail.ru, tishin@amtc.org
Поступила в редакцию: 13 декабря 2021 г.
В окончательной редакции: 15 декабря 2021 г.
Принята к печати: 17 декабря 2021 г.
Выставление онлайн: 20 января 2022 г.
PDF версия
Термины "мультикалорический эффект" и "мультикалорики" являются относительно новыми понятиями и объединяют в себе явления и материалы, связанные с сосуществованием известных калорических эффектов под действием внешних сил различной природы (магнитного поле, электрическое поле, механическое воздействие). Калорические материалы на сегодняшний день остаются в фокусе внимания исследователей, а подходы, основанные на использовании мультикалорического эффекта, рассматриваются как одни из путей улучшения эффективности имеющихся систем твердотельного охлаждения. Особый интерес с фундаментальной точки зрения представляют перекрестные эффекты, наблюдаемые при комбинационном воздействии внешних полей, а также природа взаимосвязи магнитных, электрических, теплофизических свойств и структуры при таких воздействиях. В настоящем обзоре рассмотрены теоретические основы мультикалорического эффекта и сделана попытка провести систематизацию мультикалорических материалов. Отдельно рассмотрены прикладные аспекты мультикалориков, приведены различные экспериментальные подходы к исследованию их свойств. Представленный обзор будет интересен для широкого круга специалистов, занимающихся изучением материалов с калорическими эффектами (магнитокалорический, электрокалорический, механокалорический), а также тем, кто занимается поиском новых функциональных материалов. Ключевые слова: магнитокалорический эффект, электрокалорический эффект, эластокалорический эффект, барокалорический эффект, мультикалорический эффект, мультиферроики, мультикалорики, магнитоэлектрические композиты.
  1. A. Kitanovski, J. Tuv sek, U. Tomc, U. Plaznik, M. Ov zbolt, A. Poredov s. Magnetocaloric energy conversion --- From theory to applications (2015). https://www.springer.com/gp/book/9783319087405
  2. T. Gottschall, K.P. Skokov, M. Fries, A. Taubel, I. Radulov, F. Scheibel, D. Benke, S. Riegg, O. Gutfleisch. Adv. Energy Mater. 9, 1970130 (2019). DOI: 10.1002/aenm.201970130
  3. A.M. Tishin, Y.I. Spichkin. The magnetocaloric effect and its applications. CRC Press, Taylor andd Francis Group (2016). DOI: 10.1887/0750309229
  4. A. Greco, C. Masselli. Magnetochemistry 6, (2020). DOI: 10.3390/magnetochemistry6040067
  5. C. Cazorla. Appl. Phys. Rev. 6, 041316 (2019). DOI: 10.1063/1.5113620
  6. E. Stern-Taulats, T. Castan, L. Manosa, A. Planes, N.D. Mathur, X. Moya. MRS Bull. 43, 295 (2018). DOI: 10.1557/mrs.2018.72
  7. A.A. Amirov. Chelyabinsk Phys. Math. J. 6, 78 (2021). DOI: 10.47475/2500-0101-2021-1610 6
  8. M.M. Vopson. Phys. B: Condens. Matter. 513, 103 (2017). DOI: 10.1016/j.physb.2017.02.034
  9. L. Manosa, D. Gonzalez-Alonso, A. Planes, E. Bonnot, M. Barrio, J.-L. Tamarit, S. Aksoy, M. Acet. Nature Mater. 9, 478 (2010). DOI: 10.1038/nmat2731
  10. A. Planes, T. Castan, A. Saxena. Phil. Mag. 94, 1893 (2014). DOI: 10.1080/14786435.2014.899438
  11. E. Stern-Taulats, T. Castan, A. Planes, L.H. Lewis, R. Barua, S. Pramanick, S. Majumdar, L. Manosa. Phys. Rev. B. 95, 104424 (2017). DOI: 10.1103/PhysRevB.95.104424
  12. M.M. Vopson. Solid State Commun. 152, 2067 (2012). DOI: 10.1016/j.ssc.2012.08.016
  13. А.С. Старков, И.А. Старков. ЖЭТФ 146, 297 (2015). DOI: 10.7868/s0044451014080082
  14. И.Н. Флёров, Е.А. Михалёва, М.В. Горев, А.В. Карташев. ФТТ 53, 421 (2015)
  15. A.P. Pyatakov, A.K. Zvezdin. Phys.-Usp. 55, 557 (2012). DOI: 10.3367/ufne.0182.201206b.0593
  16. A.K. Zvezdin, A.P. Pyatakov. Usp. Fiz. Nauk. 174, 465 (2004). DOI: 10.3367/UFNr.0174.200404n.0465
  17. N.A. Spaldin. MRS Bull. 42, 385 (2017). DOI: 10.1557/mrs.2017.86
  18. M.M. Vopson. J. Phys. D 46, 345304 (2013). DOI: 10.1088/0022-3727/46/34/345304
  19. A.A. Amirov, I.I. Makoed, D.M. Yusupov. Chelyabinsk Phys. Math. J. 5, 2, 140 (2020). DOI: 10.24411/2500-0101-2020-15201
  20. T. Gottschall, A. Gracia-Condal, M. Fries, A. Taubel, L. Pfeuffer, L. Manosa, A. Planes, K.P. Skokov, O. Gutfleisch. Nature Mater. 17, 929 (2018). DOI: 10.1038/s41563-018-0166-6
  21. Y. Liu, L.C. Phillips, R. Mattana, M. Bibes, A. Barthelemy, B. Dkhil. Nature Commun. 7, (2016). DOI: 10.1038/ncomms11614
  22. Q.B. Hu, J. Li, C.C. Wang, Z.J. Zhou, Q.Q. Cao, T.J. Zhou, D.H. Wang, Y.W. Du. Appl. Phys. Lett. 110 (2017). DOI: 10.1063/1.4984901
  23. H. Ursic, V. Bobnar, B. Malic, C. Filipic, M. Vrabelj, S. Drnovsek, Y. Jo, M. Wencka, Z. Kutnjak. Sci. Rep. 6 (2016). DOI: 10.1038/srep26629
  24. M. Balli, B. Roberge, P. Fournier, S. Jandl. Crystals 7 (2017). DOI: 10.3390/cryst7020044
  25. B. Sattibabu, A.K. Bhatnagar, K. Vinod, A. Mani. Phys. B: Condens. Matter. 514, 37 (2017). DOI: 10.1016/j.physb.2017.03.024
  26. M. Balli, P. Fournier, S. Jandl, M.M. Gospodinov. J. Appl. Phys. 115, 173904 (2014). DOI: 10.1063/1.4874943
  27. K. Dey, A. Indra, S. Majumdar, S. Giri. J. Magn. Magn. Mater. 435, 15 (2017). DOI: 10.1016/j.jmmm.2017.03.068
  28. I.I. Makoed, A.A. Amirov, N.A. Liedienov, A.V. Pashchenko, K.I. Yanushkevich. Solid State Sci. 95, 105920 (2019). DOI: 10.1016/j.solidstatesciences.2019.06.009
  29. I.I. Makoed, A.A. Amirov, N.A. Liedienov, A.V. Pashchenko, K.I. Yanushkevich, D.V. Yakimchuk, E.Y. Kaniukov. J. Magn. Magn. Mater. 489, 165379 (2019). DOI: 10.1016/j.jmmm.2019.165379
  30. I.A. Starkov, A.S. Starkov. Int. J. Solids Struct. 100-101, 187 (2016). DOI: 10.1016/j.ijsolstr.2016.08.015
  31. B. Ramachandran, M.S.R. Rao. Appl. Phys. Lett. 95, 142505 (2009). DOI: 10.1063/1.3242411
  32. G.P. Zheng, S. Uddin, X. Zheng, J. Yang. J. Alloys Compd. 663, 249 (2016). DOI: 10.1016/j.jallcom.2015.12.056
  33. A. Edstrom, C. Ederer. Phys. Rev. Lett. 124, 167201 (2020). DOI: 10.1103/PhysRevLett.124.167201
  34. A. Zakharov. Fiz. Met. Metalloved. 24, 84 (1967)
  35. A.M. Aliev, A.B. Batdalov, L.N. Khanov, A.P. Kamantsev, V.V. Koledov, A.V. Mashirov, V.G. Shavrov, R.M. Grechishkin, A.R. Kaul, V. Sampath. Appl. Phys. Lett. 109, 202407 (2016). DOI: 10.1063/1.4968241
  36. S.A. Nikitin, G. Myalikgulyev, A.M. Tishin, M.P. Annaorazov, K.A. Asatryan, A.L. Tyurin. Phys. Lett. A 148, 363 (1990). DOI: 10.1016/0375-9601(90)90819-A
  37. E. Stern-Taulats, A. Planes, P. Lloveras, M. Barrio, J.-L. Tamarit, S. Pramanick, S. Majumdar, C. Frontera, L. Manosa. Phys. Rev. B 89, 214105 (2014). DOI: 10.1103/PhysRevB.89.214105
  38. S. Nikitin, G. Myalikgulyev, M. Annaorazov, A.L. Tyurin, R.W. Myndyev, S.A. Akopyan. Phys. Lett. A 171, 234 (1992). DOI: 10.1016/0375-9601(92)90432-L
  39. A.A. Amirov, F. Cugini, A.P. Kamantsev, T. Gottschall, M. Solzi, A.M. Aliev, Y.I. Spichkin, V.V. Koledov, V.G. Shavrov. J. Appl. Phys. 127 (2020). DOI: 10.1063/5.0006355
  40. A. Gracia-Condal, T. Gottschall, L. Pfeuffer, O. Gutfleisch, A. Planes, L. Manosa. Appl. Phys. Rev. 7, 041406 (2020). DOI: 10.1063/5.0020755
  41. A. Chirkova, F. Bittner, K. Nenkov, N.V. Baranov, L. Schultz, K. Nielsch, T.G. Woodcock. Acta Mater. 131, 31 (2017). DOI: 10.1016/j.actamat.2017.04.005
  42. F. Albertini, J. Kamarad, Z. Arnold, L. Pareti, E. Villa, L. Righi. J. Magn. Magn. Mater. 316, 364 (2007). DOI: 10.1016/j.jmmm.2007.03.020
  43. E. Lovell, H.N. Bez, D.C. Boldrin, K.K. Nielsen, A. Smith, C.R.H. Bahl, L.F. Cohen. Phys. Status Solidi --- Rapid Res. Lett. 11, 1700143 (2017). DOI: 10.1002/pssr.201700143
  44. E. Stern-Taulats, P. Lloveras, M. Barrio, E. Defay, M. Egilmez, A. Planes, J.L. Tamarit, L. Manosa, N.D. Mathur, X. Moya. APL Mater. 4, 091102 (2016). DOI: 10.1063/1.4961598
  45. A. Chauhan, S. Patel, R. Vaish. Acta Mater. 89, 384 (2015). DOI: 10.1016/j.actamat.2015.01.070
  46. C.W. Nan, M.I. Bichurin, S. Dong, D. Viehland, G. Srinivasan. J. Appl. Phys. 103, 031101 (2008). DOI: 10.1063/1.2836410
  47. C. Binek, V. Burobina. Appl. Phys. Lett. 102, 031915 (2013). DOI: 10.1063/1.4788690
  48. I. Starkov, A. Amirov, L. Khanov, A. Starkov. Ferroelectrics 569, 222 (2020). DOI: 10.1080/00150193.2020.1822680
  49. E. Mikhaleva, I. Flerov, A. Kartashev, M. Gorev, A. Cherepakhin, K. Sablina, N. Mikhashenok, N. Volkov, A. Shabanov. J. Mater. Res. 28, 3322 (2013). DOI: 10.1557/jmr.2013.360
  50. E. Mikhaleva, E. Eremin, I. Flerov, A. Kartashev, K. Sablina, N. Mikhashenok. J. Mater. Res. 30, 278 (2014). DOI: 10.1557/jmr.2014.369
  51. J. Ma, J. Hu, Z. Li, C.-W. Nan. Adv. Mater. 23, 1062 (2011). DOI: 10.1002/adma.201003636
  52. A.A. Amirov, A.S. Starkov, I.A. Starkov, A.P. Kamantsev, V.V. Rodionov. Lett. Mater. 8, 353 (2018). DOI: 10.22226/2410-3535-2018-3-353-357
  53. A.A. Amirov, V.V. Rodionov, I.A. Starkov, A.S. Starkov, A.M. Aliev. J. Magn. Magn. Mater. 470, 77 (2019). DOI: 10.1016/j.jmmm.2018.02.064
  54. A.A. Amirov, I.A. Baraban, A.A. Grachev, A.P. Kamantsev, V.V. Rodionov, D.M. Yusupov, V.V. Rodionova, A.V. Sadovnikov. AIP Adv. 10, 025124 (2020). DOI: 10.1063/1.5130026
  55. A.A. Amirov, T. Gottschall, A.M. Chirkova, A.M. Aliev, N.V. Baranov, K.P. Skokov, O. Gutfleisch. J. Phys. D 54 (2021). DOI: 10.1088/1361-6463/ac25ae
  56. R. Zhao, H. Huang, W. He, H. Wang, H.M. Jafri, J. Wang, X. Ma. J. Alloys Compd. 806, 1491 (2019). DOI: 10.1016/j.jallcom.2019.07.291
  57. Y.Y. Gong, D.H. Wang, Q.Q. Cao, E.K. Liu, J. Liu, Y.W. Du. Adv. Mater. 27, 801 (2015). DOI: 10.1002/adma.201404725
  58. R.O. Cherifi, V. Ivanovskaya, L.C. Phillips, A. Zobelli, I.C. Infante, E. Jacquet, V. Garcia, S. Fusil, P.R. Briddon, N. Guiblin, A. Mougin, A.A. Unal, F. Kronast, S. Valencia, B. Dkhil, A. Barthelemy, M. Bibes. Nature Mater. 13, 345 (2014). DOI: 10.1038/nmat3870
  59. Q.B. Hu, J. Li, C.C. Wang, Z.J. Zhou, Q.Q. Cao, T.J. Zhou, D.H. Wang, Y.W. Du. Appl. Phys. Lett. 110, 222408 (2017). DOI: 10.1063/1.4984901
  60. T. Gottschall, E. Bykov, A. Gracia-Condal, B. Beckmann, A. Taubel, L. Pfeuffer, O. Gutfleisch, L. Manosa, A. Planes, Y. Skourski, J. Wosnitza. J. Appl. Phys. 127, 185107 (2020). DOI: 10.1063/5.0006079
  61. A. Czernuszewicz, J. Kaleta, D. Lewandowski. Energy Convers. Manag. 178, 335 (2018). DOI: 10.1016/j.enconman.2018.10.025
  62. H. Hou, P. Finkel, M. Staruch, J. Cui, I. Takeuchi. Nature Commun. 9, 4075 (2018). DOI: 10.1038/s41467-018-06626-y
  63. A.G. Olabi, A. Grunwald. Mater. Des. 29, 469 (2008). DOI: 10.1016/j.matdes.2006.12.016
  64. A.A. Bukharaev, A.K. Zvezdin, A.P. Pyatakov, Y.K. Fetisov. Usp. Fiz. Nauk 188, 1288 (2018). DOI: 10.3367/ufnr.2018.01.038279
  65. Ю.И. Головин, А.О. Жигачев, Д.Ю. Головин, С.Л. Грибановский, А.В. Кабанов, Н.Л. Клячко. Изв. РАН. Сер. физ. 84, 988 (2020). DOI: 10.31857/s0367676520070108
  66. S.A. Nikitov, A.R. Safin, D.V. Kalyabin, A.V. Sadovnikov, E.N. Beginin, M. V. Logunov, M.A. Morozova, S.A. Odintsov, S.A. Osokin, A.Y. Sharaevskaya, Y.P. Sharaevsky. Usp. Fiz. Nauk 190 (2020). DOI: 10.3367/ufnr.2019.07.038609
  67. A. Fert. Usp. Fiz. Nauk 178, 1336 (2008). DOI: 10.3367/ufnr.0178.200812f.1336
  68. X. Marti, I. Fina, C. Frontera, J. Liu, P. Wadley, Q. He, R.J. Paull, J.D. Clarkson, J. Kudrnovsky, I. Turek, J. Kunev s, D. Yi, J.H. Chu, C.T. Nelson, L. You, E. Arenholz, S. Salahuddin, J. Fontcuberta, T. Jungwirth, R. Ramesh. Nature Mater. 13, 367 (2014). DOI: 10.1038/nmat3861
  69. S.A. Odintsov, A.A. Amirov, A.P. Kamantsev, A.A. Grachev, V.V. Rodionova, A.V. Sadovnikov. IEEE Trans. Magn. (2021). DOI: 10.1109/TMAG.2021.3085402
  70. С.А. Одинцов, А.А. Амиров, А.А. Грачев, В.В. Родионова, А.В. Садовников. ФТТ 63, 1317 (2021). DOI: 10.21883/ftt.2021.09.51307.24h
  71. A.A. Grachev, O. V. Matveev, M. Mruczkiewicz, M.A. Morozova, E.N. Beginin, S.E. Sheshukova, A.V. Sadovnikov. Appl. Phys. Lett. 118, 262405 (2021). DOI: 10.1063/5.0051429
  72. X.Z. Chen, J.F. Feng, Z.C. Wang, J. Zhang, X.Y. Zhong, C. Song, L. Jin, B. Zhang, F. Li, M. Jiang, Y.Z. Tan, X.J. Zhou, G.Y. Shi, X.F. Zhou, X.D. Han, S.C. Mao, Y.H. Chen, X.F. Han, F. Pan. Nature Commun. 8 (2017). DOI: 10.1038/s41467-017-00290-4
  73. V.I. Zverev, A.P. Pyatakov, A.A. Shtil, A.M. Tishin. J. Magn. Magn. Mater. 459, 182 (2018). DOI: 10.1016/j.jmmm.2017.11.032
  74. A.M. Tishin, Y.I. Spichkin, V.I. Zverev, P.W. Egolf. Int. J. Refrig. 68, 177 (2016). DOI: 10.1016/j.ijrefrig.2016.04.020
  75. A.M. Tishin, J.A. Rochev, A.V. Gorelov. US patent 9,017,713,B2, приоритет от 13.10.2006 (2015)
  76. A.A. Amirov, D.M. Yusupov, E.K. Murliev, C.A. Gritsenko, A.M. Aliev, A.M. Tishin. Mater. Lett. 304, 130626 (2021) DOI: 10.1016/j.matlet.2021.130626
  77. M. Barbic, S.J. Dodd, H.D. Morris, N. Dilley, B. Marcheschi, A. Huston, T.D. Harris, A.P. Koretsky. Magn. Res. Med. 81, 2238 (2019). DOI: 10.1002/mrm.27615
  78. M. Barbic, S.J. Dodd, H. ElBidweihy, N.R. Dilley, B. Marcheschi, A.L. Huston, H.D. Morris, A.P. Koretsky. Magn. Res. Med. 85, 506 (2021). DOI: 10.1002/mrm.28400
  79. Y. Cao, Y. Yuan, Y. Shang, V.I. Zverev, R.R. Gimaev, R. Barua, R.L. Hadimani, L. Mei, G. Guo, H. Fu. J. Mater. Sci. 55, 13363 (2020). DOI: 10.1007/s10853-020-04921-y.

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2022 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme