Origin of the Large Entropy Change in the Molecular Caloric and Ferroelectric Ammonium Sulfate
Origin of the Large Entropy Change in the Molecular Caloric and Ferroelectric Ammonium Sulfate
复制标题
分子热量和铁电硫酸铵大熵变的起源
DOI：
10.1002/adfm.202207717
复制
发表时间：
2022
影响因子：
19
通讯作者：
Yuan S
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yuan S
看似简单的无机盐硫酸铵经历了铁电相变，伴随着非常大的熵变和电热和热压功能。虽然电极化的结构起源现在已经很好地确立了，但熵变的结构起源在过去50多年里一直存在争议。本文将密度泛函理论声子计算与变温度和变压力下的非弹性中子散射相结合，并辅以互补的全中子和准弹性中子散射实验来解决这个问题。一个简单的熵模型，其中每个分子离子在高对称相中在镜面上无序，尽管在文献中广泛使用，但证明是站不住脚的。相反，熵来自于该相中铵离子的低频振动，谐波项非常小甚至为负。这些结果表明，在寻找从大熵变化中获得功能的分子材料时，由宽能量最小值产生的振动熵可能与由晶体无序产生的构型熵一样重要。
The deceptively simple inorganic salt ammonium sulfate undergoes a ferroelectric phase transition associated with a very large entropy change and both electrocaloric and barocaloric functionality. While the structural origins of the electrical polarisation are now well established, those of the entropy change have been controversial for over 50 years. This question is resolved here using a combination of density‐functional theory phonon calculations with inelastic neutron scattering under variable temperature and pressure, supported by complementary total and quasielastic neutron scattering experiments. A simple model of the entropy in which each molecular ion is disordered across the mirror plane in the high symmetry phase, although widely used in the literature, proves to be untenable. Instead, the entropy arises from low‐frequency librations of ammonium ions in this phase, with harmonic terms that are very small or even negative. These results suggest that, in the search for molecular materials with functionality derived from large entropy changes, vibrational entropy arising from broad energy minima is likely to be just as important as configurational entropy arising from crystallographic disorder.
登录
查看更多内容
高压 NH4Br 中铵重新取向运动的核磁共振研究
DOI：
--
发表时间：
1999
期刊：
影响因子：
--
作者：
D. Kozlenko;S. Lewicki;J. Wa̧sicki;W. Nawrocik;B. Savenko
通讯作者：
B. Savenko
用几何代数寻找最合适的多面体旋转
DOI：
--
发表时间：
2002
期刊：
影响因子：
--
作者：
S. Wells;M. Dove;M. Tucker
通讯作者：
M. Tucker
DOI：
--
发表时间：
1972
期刊：
影响因子：
--
作者：
B. Torrie;C. ‐. Lin;O. Binbrek;A. Anderson
通讯作者：
A. Anderson
脉冲中子散射
影响因子：
1.5
作者：
D. Harris
通讯作者：
D. Harris
笼状碳氢化合物的预熔化转变，塑料晶体无序的一般理论
DOI：
--
发表时间：
1974
期刊：
影响因子：
--
作者：
T. Clark;M. Mckervey;H. Mackle;J. Rooney
通讯作者：
J. Rooney