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Issue
J. Phys. I France
Volume 4, Number 8, August 1994
Page(s) 1237 - 1257
DOI https://doi.org/10.1051/jp1:1994251
DOI: 10.1051/jp1:1994251
J. Phys. I France 4 (1994) 1237-1257

The ferroelectric phase transition in (CH 3) 4NCdBr 3 (TMCB) studied by means of group theory, Raman scattering and calorimetry

G. Aguirre-Zamalloa1, J. M. Igartua2, M. Couzi1 and A. Lopez-Echarri2

1  Laboratoire de Spectroscopie Moléculaire et Cristalline, Université Bordeaux I, 351 cours de la Libération, 33405 Talence Cedex, France
2  Departamento de Física de la Materia Condensada, Facultad de Ciencias, Universidad del Pais Vasco, Apartado 644, 48080 Bilbao, Spain


(Received 22 June 1993, revised 28 February 1994, accepted 15 April 1994)

Abstract
A group theoretical investigation of the improper ferroelectric phase transition occurring in crystals of (CH 3) 4NCdBr 3 (TMCB) at $T_c \approx 160$ K is developed, on the basis of previous structural eterminations of both paraelectric (P6 3/m, Z = 2) and ferroelectric (P6 1(P6 5), Z = 6) phases ; in particular, the pseudo-spin variables attached to the reorientations of the (CH 3) 4N + (TMA) groups, acting as order-parameters, are considered. The Raman spectra indicate that the transition is undoubtedly of order-disorder type, as a result of reorientations of the TMA groups. This is further confirmed by the large transition entropy as measured by calorimetry ( $\Delta S = 2.17 \pm 0.20~R$ ). The experimental results are compared with classical Landau theory predictions.

Résumé
La transition de phase ferroélectrique impropre se produisant dans les cristaux de (CH 3) 4NCdBr 3 (TMCB) à $T_c \approx 160$ K est étudiée à l'aide de la théorie des groupes, à partir des données structurales établies antérieurement à la fois pour la phase paraélectrique (P6 3/m, Z = 2) et pour la phase ferroélectrique (P6 1(P6 5), Z = 6) ; en particulier, les variables de pseudospin décrivant les réorientations des groupes (CH 3) 4N + (TMA) agissant comme paramètres d'ordre sont déterminées. Les spectres Raman indiquent que cette transition est sans aucun doute du type ordre-désordre, liée aux réorientations des groupes TMA, ce qui de plus est confirmé par l'importante entropie de transition déterminée par calorimétrie ( $\Delta S = 2,17 \pm 0,20~R$). Les résultats expérimentaux sont comparés avec les prévisions de la théorie de Landau.



© Les Editions de Physique 1994