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弹性电介质表面效应的挠曲电理论。 (英语) Zbl 1244.78006号

摘要:纳米电介质的挠曲电效应非常强。此外,在纳米尺度上,表面效应和静电力也不容忽视。本文提出了一种考虑柔性电效应、表面效应和静电力的纳米电介质电焓变分原理。这里,表面效应包括表面应力和表面极化的影响。从这一变分原理出发,导出了控制方程和广义机电Young-Laplace方程,可以考虑挠曲电、表面和静电力的影响。此外,基于这一变分原理,可以得到广义体和表面静电应力,它由两部分组成:对应于极化和应变的麦克斯韦应力和对应于极化梯度和应变梯度的余数。本文发展的理论为纳米电介质中机电问题的分析和计算解决提供了基本框架。

MSC公司:

78A55型 光学和电磁理论的技术应用
78A30型 静电学和静磁学
2015年1月74日 固体力学中的电磁效应
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全文: 内政部

参考文献:

[1] Aris,R.,《矢量、张量和流体力学基本方程》(1962),普伦蒂斯·霍尔:普伦蒂斯霍尔·恩格尔伍德克利夫斯,新泽西州·Zbl 0123.41502号
[2] Askar,A。;Lee,P.C.Y。;Cakmak,A.S.,《极化梯度弹性电介质理论的晶格动力学方法》,Phys。B版,13525-3537(1970)
[3] Brandino,G.P。;Cicero,G.,第一原理中的SiC表面的极化性质,Phys。B版,76085322(2007)
[4] E.V.Bursian。;Trunov,N.N.,非局部压电效应,Fiz。特维德。特拉,161187-1190(1974)
[5] 卡马乔,A.S。;Nossa,J.F.,量子点阵列介电性能的几何依赖性,微电子。J.,40835-837(2009)
[6] 加泰罗尼亚语,G。;Sinnamon,L.J。;Gregg,J.M.,《挠曲电对非均匀应变铁电薄膜介电性能的影响》,J.Phys。康登斯。Matter,162253-2264(2004)
[7] 陈,H。;胡国凯。;黄志平,具有界面效应的微孔复合材料的有效模量,国际固体结构杂志。,44, 8106-8118 (2007) ·Zbl 1167.74534号
[8] Cross,L.E.,《挠曲电效应:受弹性应变梯度影响的绝缘固体中的电荷分离》,J.Mater。科学。,41, 53-63 (2006)
[9] Dequesnes,M。;Rotkin,S.V。;Aluru,N.R.,通过分子动力学模拟对单壁碳纳米管开关的连续体理论进行参数化,J.Compute。电子。,1, 313-316 (2002)
[10] Dequesnes,M。;Rotkin,S.V。;Aluru,N.R.,基于碳纳米管的纳米机电开关的拉入电压计算,纳米技术,13,120-131(2002)
[11] Dequesnes,M。;唐,Z。;Aluru,N.R.,《基于碳纳米管的开关的静态和动态分析》,ASME J.Eng.Mater。技术,126230-237(2004)
[12] Eliseev,E.A。;莫罗佐夫斯卡,A.N。;Glinehuk,医学博士。;Blinc,R.,纳米铁学中的自发挠曲电/挠曲磁效应,物理学。B版,79,165433(2009)
[13] Eringen,A.C.,《重新审视微形态连续统的平衡定律》,《国际工程科学杂志》。,30, 805-810 (1992) ·Zbl 0754.73079号
[14] Fechner,M。;奥斯坦宁,S。;Mertig,I.,《从第一原理研究极性钙钛矿中表面极化的影响》,Phys。B版,77,094112(2008)
[15] Fousek,J。;克罗斯,L.E。;Litvin,D.B.,基于柔性电效应的可能的压电复合材料,Mater。莱特。,39, 289-291 (1999)
[16] Gao,R.P。;潘,Z.W。;Wang,Z.L.,多壁碳纳米管尖端的功函数,应用。物理学。莱特。,78, 1757 (2001)
[17] M.乔治。;Nair,S.S。;马利尼,K.A。;乔伊,P.A。;Anantharaman,M.R.,《溶胶-凝胶法合成(CoFe_2O_4)粉体电学性能的有限尺寸效应:与Maxell-Wagner理论的偏差和表面极化效应的证据》,J.Phys。D: 申请。物理。,40, 1593-1602 (2007)
[18] Gurtin,M.E。;Murdoch,A.I.,弹性材料表面的连续理论,Arch。定额。机械。分析。,57, 291-323 (1975) ·Zbl 0326.73001号
[19] Hu,S.L.,Shen,S.,2010年。柔性电效应纳米电介质的变分原理和控制方程。科学。中国政府,出版中,doi:10.1007/s11433-010-0098-x。;Hu,S.L.,Shen,S.,2010年。柔性电效应纳米电介质的变分原理和控制方程。科学。中国政府,新闻稿,doi:10.1007/s11433-010-0098-x。
[20] 邝志斌,《非线性连续介质力学》(2002),上海交通大学出版社:上海交通大学出版,(中文)
[21] Kuang,Z.B.,《电致伸缩和磁致伸缩材料的一些问题》,机械学报。索里达,20,219-227(2007)
[22] Kuang,Z.B.,弹性电介质和弹性磁性材料中的一些变分原理,Eur.J.Mech。A/固体,27,504-514(2008)·Zbl 1154.74338号
[23] Kuang,Z.B.,有限变形下电弹性介质中的一些变分原理,科学。中国G,511390-1402(2008)·Zbl 1147.74021号
[24] Kuang,Z.B.,电弹性分析中的内能变分原理和控制方程,国际固体结构杂志。,46, 902-911 (2009) ·Zbl 1215.74025号
[25] Landau,L.D。;Lifshitz,E.M.,《连续介质电动力学》(1960),佩加蒙出版社:牛津佩加蒙出版公司·Zbl 0122.45002号
[26] Landau,L.D.,Lifshitz,E.M.,2000年。《统计物理学》,《理论物理学课程》,第3版,第5卷。巴特沃斯·海涅曼,牛津大学。;Landau,L.D.,Lifshitz,E.M.,2000年。统计物理,理论物理课程,第3版,第5卷。巴特沃斯·海尼曼,牛津。
[27] Majdoub,M.S。;Sharma,P。;Cagin,T.,由于柔性电效应,纳米结构中尺寸相关的压电性和弹性增强,Phys。B版,77,125424(2008)
[28] Majdoub,M.S。;Sharma,P。;Cagin,T.,《压电纳米结构窄尺寸能量收集的显著增强》,Phys。B版,78,121407(2008)
[29] Maranganti,R。;北卡罗来纳州夏尔马。;Sharma,P.,《纳米尺寸效应引起的非压电材料中的机电耦合:格林函数解和嵌入夹杂物》,Phys。B版,74014110(2006)
[30] Maranganti,R。;Sharma,P.,晶体电介质挠曲电特性的原子测定,Phys。版本B,80,054109(2009)
[31] Mindlin,R.D.,《线弹性中的微观结构》,Arch。定额。机械。分析。,16, 51-78 (1964) ·Zbl 0119.40302号
[32] Mindlin,R.D.,弹性电介质中的极化梯度,国际固体结构杂志。,4, 637-642 (1968) ·Zbl 0159.57001号
[33] Mindlin,R.D.,机电耦合对薄膜电容影响的连续和晶格理论,国际固体结构杂志。,5, 1197-1208 (1969)
[34] Ogden,R.W.,《非线性弹性变形》(1984),埃利斯·霍伍德出版社,霍尔斯特出版社:埃利斯·霍伍德出版社,纽约奇切斯特出版社·Zbl 0541.73044号
[35] Sahin,E。;Dost,S.,《具有空间色散的弹性电介质的应变梯度理论》,国际工程科学杂志。,26, 1231-1245 (1988)
[36] 北卡罗来纳州夏尔马。;Maranganti,R。;Sharma,P.,《关于不使用压电材料的压电纳米复合材料的可能性》,《固体力学和物理杂志》,522328-2350(2007)·Zbl 1171.74016号
[37] 沈,S。;Kuang,Z.B.,叠层压热弹性板的主动控制模型,国际固体结构杂志。,36, 1925-1947 (1999) ·Zbl 0942.74051号
[38] 斯拉夫乔夫,R。;Ivanov,T。;Radoev,B.,半导体中表面极化率对静电屏蔽的影响,J.Phys.:康登斯。物质,185873-5879(2006)
[39] 斯特拉顿,J.A.,《电磁理论》(1941年),麦格劳-希尔出版社:纽约麦格劳-希尔出版社·Zbl 0022.09303号
[40] Tagantsev,A.K.,晶体电介质中的压电和挠曲电,物理学。B版,34,5883-5889(1986年)
[41] Toupin,R.A.,《弹性电介质》,J.Rat。机械。分析。,5, 849-914 (1956) ·Zbl 0072.23803号
[42] 王振强。;Zhao,Y.P。;黄志平,表面张力对纳米结构弹性性能的影响,国际工程科学杂志。(2009)
[43] Yang,J.S.,《压电理论导论》(2004),Kluwer学术出版社:Kluwer-学术出版社波士顿
[44] 张,X。;Sharma,P.,由于非局部色散效应,任意形状各向异性嵌入量子点中应变的尺寸依赖性,Phys。B版,72,195345(2005)
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