柔性电的计算研究

Flexoelectricity是一种尺寸依赖的耦合极化和应变梯度的机电机构。它以各种各样的形式存在材料,对于应变梯度更高的纳米级物体来说，这是最明显的。理解模拟很重要flexoelectricity因为在非常小的尺度上进行实验是困难的，而且分析解决方案很少。在这里，我们计算评估的作用flexoelectricity在机电响应线性介质二维立体。我们使用Galerkin方法中的光滑无网格基函数处理高阶耦合偏微分方程，该方法允许我们考虑一般几何形状和边界条件。我们专注于最常见的设置来量化flexoelectric反应,即弯曲悬臂梁和截顶金字塔的压缩，一般用近似解来解释。而这些近似值捕获了与大小相关的flexoelectric机电耦合，我们表明，它们只提供数量级的估计，与解决方案完全考虑问题的多维性质相比。我们讨论flexoelectric增强大小依赖背后的机制弹性在光束结构中。我们表明，这种机制也负责在纯电载荷下驱动梁，支持的想法，一个机械flexoelectric传感器也充当执行器。预测的驱动诱导曲率与实验结果吻合较好。截断的金字塔结构突出了几何的关键作用边界条件论有效的机电响应。我们的结果表明，计算机模拟可以帮助理解和量化的物理性质flexoelectric设备。

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http://scitation.aip.org/content/aip/journal/jap/116/9/10.1063/1.4893974