Investigation of AlPO4 by Brillouin Spectroscopy from 300 to 1100 K

N. Magneron; Y. Luspin; G. Hauret; E. Philippot

doi:doi:10.1051/jp1:1997176

Issue		J. Phys. I France Volume 7, Number 4, April 1997


Page(s)		569 - 580
DOI		https://doi.org/10.1051/jp1:1997176

DOI: 10.1051/jp1:1997176
J. Phys. I France 7 (1997) 569-580

Investigation of AlPO $\mathsf{_4}$ by Brillouin Spectroscopy from 300 to 1100 K

N. Magneron^{1, 2}, Y. Luspin^{1, 2}, G. Hauret^{1, 2} and E. Philippot³

¹ Centre de Recherche sur la Physique des Hautes Température, CNRS, 45071 Orléans Cedex 2, France
² Université d'Orléans, 45067 Orléans Cedex 2, France
³ Laboratoire de Physicochimie des Matériaux Solides, CNRS, Université de Montpellier II, 34095 Montpellier Cedex 5, France

(Received 9 October 1996, received in final form 17 December 1996, accepted 24 December 1996)

Abstract
The elastic constants of AlPO ₄ (berlinite) have been measured at room temperature. The longitudinal and transverse acoustic waves related to $C^{\rm D}_{11}$ , C₃₃ and $C^{\rm E}_{44}$ have been investigated over the temperature range 300-1100 K which includes the $\alpha\rightarrow$ inc. $\rightarrow \beta$ transitions near 860 K. Large anomalies of $C^{\rm D}_{11}$ and C₃₃, together with broadening of lines, are observed near the transitions, with a significant temperature range of pretransitionnal features. The $C^{\rm E}_{44}$ constant exhibits a discontinuous drop at the lock-in transition. The results concerning the longitudinal modes can be qualitatively interpreted in term of a third order anharmonic coupling between the acoustic modes and the soft modes. The range of the incommensurate phase is found to be $T_{\rm i}-T_{\rm c}\sim 3$ K, in agreement with previous data. The broadening of lines related to longitudinal modes allowed the determination of the constant A of the relaxation time for the amplitudon $\tau_{\rm a}=A/(T_{\rm i}-T)$ ; we obtained $A=1.1\times 10^{-11}$ K s.

Résumé
Une étude par diffusion Brillouin nous a permis de mesurer les constantes élastiques de AlPO ₄ (berlinite) à température ambiante. Les ondes acoustiques longitudinales et transverses correspondant aux constantes $C^{\rm D}_{11}$ , C₃₃ et $C^{\rm E}_{44}$ , ont été suivies sur un intervalle de température 300-1100 K qui inclut les transitions $\alpha\rightarrow$ inc. $\rightarrow \beta$ proches de 860 K. Près de ces transitions, des anomalies ont été observées pour les constantes $C^{\rm D}_{11}$ , C₃₃, ainsi qu'un élargissement des raies Brillouin. La constante $C^{\rm E}_{44}$ montre une discontinuité à la transition de "lock-in". Les résultats correspondant aux modes longitudinaux peuvent être interprétés qualitativement en termes de couplage du troisième ordre entre les modes acoustiques et les modes mous. Cette étude nous a également permis de vérifier que la phase incommensurable s'étend sur 3 K. Une étude plus approfondie des largeurs de raies Brillouin, correspondant aux ondes longitudinales, permet la détermination de la constante A du temps de relaxation de l'amplitudon $\tau_{\rm a}=A/(T_{\rm i}-T)$ ; on obtient $A=1.1\times 10^{-11}$ K s.

Investigation of AlPO by Brillouin Spectroscopy from 300 to 1100 K

Investigation of AlPO $\mathsf{_4}$ by Brillouin Spectroscopy from 300 to 1100 K