Computational evaluation of the flexoelectric effect in dielectric solids

Carregant...
Miniatura

Fitxers

Abdollahi et al.pdf (1.09 MB) (Accés restringit) Sol·licita una còpia a l'autor
El pots comprar en digital a:
El pots comprar en paper a:

Projectes de recerca

Unitats organitzatives

Número de la revista

Títol de la revista

ISSN de la revista

Títol del volum

Col·laborador

Editor

Tribunal avaluador

Realitzat a/amb

Tipus de document

Article

Data publicació

Editor

American Institute of Physics (AIP)

Condicions d'accés

Accés restringit per política de l'editorial

item.page.rightslicense

Tots els drets reservats. Aquesta obra està protegida pels drets de propietat intel·lectual i industrial corresponents. Sense perjudici de les exempcions legals existents, queda prohibida la seva reproducció, distribució, comunicació pública o transformació sense l'autorització de la persona titular dels drets

Assignatures relacionades

Assignatures relacionades

Publicacions relacionades

Datasets relacionats

Datasets relacionats

Projecte CCD

Abstract

Flexoelectricity is a size-dependent electromechanical mechanism coupling polarization and strain gradient. It exists in a wide variety of materials, and is most noticeable for nanoscale objects, where strain gradients are higher. Simulations are important to understand flexoelectricity because experiments at very small scales are difficult, and analytical solutions are scarce. Here, we computationally evaluate the role of flexoelectricity in the electromechanical response of linear dielectric solids in two-dimensions. We deal with the higher-order coupled partial differential equations using smooth meshfree basis functions in a Galerkin method, which allows us to consider general geometries and boundary conditions. We focus on the most common setups to quantify the flexoelectric response, namely, bending of cantilever beams and compression of truncated pyramids, which are generally interpreted through approximate solutions. While these approximations capture the sizedependent flexoelectric electromechanical coupling, we show that they only provide order-of-magnitude estimates as compared with a solution fully accounting for the multidimensional nature of the problem. We discuss the flexoelectric mechanism behind the enhanced size-dependent elasticity in beam configurations. We show that this mechanism is also responsible for the actuation of beams under purely electrical loading, supporting the idea that a mechanical flexoelectric sensor also behaves as an actuator. The predicted actuation-induced curvature is in a good agreement with experimental results. The truncated pyramid configuration highlights the critical role of geometry and boundary conditions on the effective electromechanical response. Our results suggest that computer simulations can help understanding and quantifying the physical properties of flexoelectric devices. (c) 2014 AIP Publishing LLC.

Descripció

Persones/entitats

Document relacionat

Versió de

Citació

Abdollahi, A. [et al.]. Computational evaluation of the flexoelectric effect in dielectric solids. "Journal of applied physics", 07 Setembre 2014, vol. 116, núm. 9, p. e093502-1- e093502-10.

Ajut

Forma part

Dipòsit legal

ISBN

ISSN

0021-8979

Altres identificadors

Referències