来源:航空学院,易敏教授团队
易敏教授指导的硕士生薛明关于MnPS3的非线弹性响应和应变可调磁热效应的理论成果“Nonlinear elasticity and strain-tunable magnetocalorics of antiferromagnetic monolayer MnPS3已发表在Extreme Mechanics Letters上。
本研究采用多尺度模拟和计算,展示了单层反铁磁材料MnPS3的非线弹性响应和应变可调磁热效应(MCE)。首先,将弹性应变能密度用泰勒级数进行展开,建立了一个能够描述单层MnPS3大变形响应的本构模型,并通过第一性原理计算确定了模型中14个独立的弹性常数。计算表明,当应变达到7%时,单层MnPS3出现非线弹性响应,并且在材料断裂前呈各向同性。此外,单层MnPS3的磁热效应具有各向异性,平面内的磁热效应更强,这是由于磁化率对温度的导数呈各向异性所引起的。进一步研究发现,施加面内双轴应变可以使MnPS3的MCE提高1.5-2倍;而MCE的最大值出现在约10 K左右,此时等温熵变和绝热温变分别达到2.8 mJ m-2 K-1和2.2 K。以上结果表明,单层MnPS3在低温(<20 K)磁制冷材料方面具有潜在的应用价值。