Numéro
J. Phys. I France
Volume 7, Numéro 6, June 1997
Page(s) 785 - 796
DOI https://doi.org/10.1051/jp1:1997192
DOI: 10.1051/jp1:1997192
J. Phys. I France 7 (1997) 785-796

Discontinuities in Elastic Properties of CsH $\mathsf{_2}$PO $\mathsf{_4}$ at the Superionic Transition

Y. Luspin, Y. Vaills and G. Hauret

Centre de Recherches sur la Physique des Hautes Températures, Centre National de la Recherche Scientifique, 45071 Orléans Cedex, France



(Received 23 December 1996, received in final form 18 February 1997, accepted 21 February 1997)

Abstract
An investigation of the elastic properties of CsH 2PO 4 has been performed by Brillouin spectroscopy throughout a temperature range which includes the superionic transition at $T_{\rm S}\sim 233~^{\circ}$C. At $T_{\rm S}$, discontinuities have been observed for elastic constants C11C22C33 and C* = (C11+C22+2C66)/4+[((C11-C22)2+4(C12+C66)2)1/2]/4. Above $T_{\rm S}$, the corresponding Brillouin lines show a broadening without pretransitional features. In the conducting phase, a domain structure is revealed by the spectra. The observed elastic anomalies are similar to those obtained in other hydrogen-bonded crystals, such MHSeO 4 (with M = NH 4, Rb, Cs) or CsH 2AsO 4. In the conducting phase, it has been shown that a bilinear coupling between strains and mobile protons neither contribute to a significant variation of the elastic constants nor can explain the values of the observed broadenings. It is concluded that the experimental results could reflect a strong general anharmonicity of the lattice dynamics in the conducting phase.

Résumé
Une étude des propriétés élastiques de CsH 2PO 4 a été faite par spectroscopie Brillouin sur un intervalle de température qui inclut la transition superionique à $T_{\rm S}\sim 233~^{\circ}$C. À $T_{\rm S}$, des discontinuités sont observées pour les constantes élastiques C11C22C33 et C* = (C11+C22+2C66)/4+[((C11-C22)2+4(C12+C66)2)1/2]/4. Au dessus de $T_{\rm S}$, les raies Brillouin correspondantes présentent un élargissement sans effet prétransitionnel. Dans la phase conductrice, une structure en domaines est mise en évidence par les spectres. Ces anomalies élastiques ressemblent à celles qui ont été observées dans d'autres cristaux à liaisons hydrogène tels que MHSeO 4 (avec M = NH 4, Rb, Cs) ou CsH 2AsO 4. Dans la phase conductrice, nous avons montré qu'un couplage bilinéaire entre les déformations et les protons mobiles ne pouvait pas contribuer à une variation significative des constantes élastiques ni rendre compte des valeurs obtenues pour les élargissements. Il a été conclu que les résultats expérimentaux pourraient refléter une forte anharmonicité générale de la dynamique de réseau dans la phase conductrice.



© Les Editions de Physique 1997

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