On the ferroelectric phase transition in (CH3)4 NCdBr 3 (TMCB)

Abstract

The ferroelectric phase transition in (CH 3 ) 4 NCdBr 3 (TMCB) at ∼156 K is studied by X-ray diffraction measurements; it is shown that the space group of the paraelectric phase is P6 3 /m, with lattice parameters a, a, c, and that of the ferroelectric phase is P6 1 (or P6 5 ) with lattice parameters a, a, 3c. The transition is analyzed in the framework of the Landau theory. In particular, the observed symmetry change implies the presence of cubic invariants (first-order transition). A classical Landau type expansion of the free-energy, including coupling terms with the polarization vector components (improper ferroelectric) is able to account satisfactorily for the temperature dependence of the spontaneous polarization and dielectric susceptibilities which have been previously measured La transition de phase ferroelectrique de (CH 3 ) 4 NCdBr 3 (TMCB) a ∼156 K est etudiee par diffraction des rayons X; on montre que le groupe d'espace de la phase paraelectrique est P6 3 /m, avec des parametres de maille a, a, c, et que celui de la phase ferroelectrique est P6 1 (ou P6 5 ) avec pour parametres a, a, 3c. La transition est analysee a l'aide de la theorie de Landau. En particulier, le changement de symetrie observe implique l'existence d'invariants d'ordre trois (transition du premier ordre). Un developpement classique de l'energie libre de Landau, incluant les termes de couplage avec les composantes du vecteur polarisation (ferroelectrique impropre) rend compte d'une maniere satisfaisante de la dependance en temperature de la polarisation spontanee et des susceptibilites dielectriques, mesurees precedemment