SPECTRE INFRAROUGE LOINTAIN DE CRISTAUX DE RbH2PO4

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Submitted on 1 Jan 1972

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SPECTRE INFRAROUGE LOINTAIN DE CRISTAUX DE RbH2PO4

M. Remoissenet, R. Gard

To cite this version:

M. Remoissenet, R. Gard. SPECTRE INFRAROUGE LOINTAIN DE CRISTAUX DE RbH2PO4.

Journal de Physique Colloques, 1972, 33 (C2), pp.C2-105-C2-106. �10.1051/jphyscol:1972233�. �jpa- 00214969�

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JOURNAL DE PHYSIQUE Colloque C2, suppl~ment au no 4, Tome 33, Avril 1972, page C2-105

SPECTRE INPRAROUGE LOINTAIN DE CRISTAUX DE RbHZP04

M. REMOISSENET et R. GARD Laboratoires DiClectriques et Ferro6lectriques Facultt des Sciences, 6 Bd Gabriel, 21, Dijon, France.

Rksumk. - On mesure le coefficient de reflexion en infrarouge lointain de monocristaux de RbHzP04 en fonction de la frequence, 10 a 400 cm-1, et de la ternpkrature 300 OK B 140 OK. La constante diklectrique complexe est deduite du coefficient de rkflexion, B partir des relations de dispersion de Kramers-Kronig. Une prernikre analyse des resultats rnontre qu'ils sont en dksaccord avec un modkle de relaxation du type Debye mais en accord avec un modkle d'oscillateur harmonique amorti. La prksence d'un mode basse frequence qui dkpend de la tempkrature est mise en evidence.

Introduction. - La fonction ditlectrique du phosphate de potassium KDP a 6tt 6tudiCe exptrimentale- ment ces dernieres anntes en spectroscopie infrarouge [I], [2] et Raman [3]. Du point de vue thborique, il est prtvu une excitation collective [4], [5] rtsultant de l'interaction entre les modes collectifs de ⁽⁽tumelling n des protons et des modes optiques de rtseau, qui a un comportement de mode ⁽⁽doux ⁾⁾ [6]. Nous avons entrepris une ttude expirimentale du spectre de rkflexion infrarouge lointain en fonction de la temp6 rature du phosphate de rubidium RbDP qui est iso- morphe & KDP. Ce travail constitue en fait une partie d'une etude plus complete du RbDP monocristallin, qui comprend en outre des mesures d'effet electro- calorifique, de constantes tlastiques et pitzotlec-

triques [7] et de fluctuations de polarisation Blectrique. ^FIG.^{1. -}Coefficient de rkflexion en infrarouge lointain d'un cristal de RbHzP04 pour une polarisation parallele ^I^? C.

reflexion sont presentis sur les figures 1 et 2. La fonction dielectrique complexe en est dtduite par une analyse de Kramers-Kronig. Pour une polarisation parallele & l'axe c la partie imaginaire ~ " ( o ) de la fonction ditlectrique (Fig. 3) prtsente deux pics centrts au voisinage de wM ¹^:40 cm-l et

o h

¹^:180 cm-l,

B

la temptrature de 300 OK. Le mode basse fr6quence oM dtpend faiblement de la temptrature jusqu'k 165 OK.

Mais

A

partir de cette temptrature et jusqu'au voisinage de T, ⁼147OK temptrature de transition que nous avons determinee & partir de nos mesures 6lastiques et Mesures. - Les mesures du coefficient de reflexion

FIG. 2. - Coefficient de reflexion en infrarouge lointain d'un cristal de RbH2P04 pour une polarisation parallele B a.

suivant la polarisation du champ Clectrique, sont rtali- sees avec un spectrophotom6tre de Fourier du type

,,

RIIC FS720. On utilise un polariseur & grilles et l'angle d'incidence est de 120. Le coefficient de reflexion R est mesure en fonction de la temptrature T, de 300 OK

B

140OK et pour des vecteurs d'onde de 400 cm-' 4 0 -

B

10 cm-l. Pour des polarisations paralleles aux axes a ou c les tchantillons sont taillts dans un monocristal dont la croissance a Btt r6aliste au laboratoire [8].

20.

dielectriques [7], sa frtquence dicroit rapidement. Cette dtcroissance de la frtquence est accompagnke d'une dtcroissance de la largeur & mi-hauteur Ao de ~ " ( o ) (Fig. 4). Le mode

o h

depend aussi de la temperature.

Une analyse prtliminaire des rtsultats relatifs au mode o,, montre qu'ils ne sont pas en accord avec un mod6le de relaxation du type Debye, dans toute la

8

A R% g/h

- 3 0 0 ' ~

.... ^154.K -.-.. 149.K

u h - 1

RBsultats. - Les spectres relatifs au coefficient de loo m 300 a *

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphyscol:1972233

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FIG. 3. - Partie imaginaire de la fonction dielectrique pour une polarisation parallele a c.

g a m e de temptrature. Mais le modele d'oscillateur harmonique amorti per met en premiere approximation de rendre compte des resultats. Deux parametres ajus- tables sont utilists : y la fonction d'amortissement et o, la frtquence de rtsonance de l'oscillateur non amorti ; on tient compte de la constante ditlectrique ~ ( 0 ) du cristal c contraint >> et des valeurs de A o . Les calculs

FIG. ^4.

-

Variation de w~ et A o en fonction de la tempkrature.

prtliminaires montrent que oo et y dependent de la temperature au voisinage de la transition, k 300 OK ils ont respectivement pour valeurs 60 cm-I et 100 cm-l.

La valeur ainsi calculCe de o, est plus faible que pour KDP 131 et elle varie en fonction de la tempirature d'une maniere difftrente de la loi en (T - T,)%.

D'autres calculs et mesures sont en cours et au voisinage de la transition, les risultats concernant les deux modes non amortis qui correspondent 2 o, et

oh,

seront publiis ulterieurement.

FAR INFRARED SPECTRA OF RbH,P04 CRYSTALS

Abstract. - The far infrared reflectivity spectrum of RbHzP04 crystals is measured from 10 to 400 cm-1 in the temperature range from 300 OK to 140 OK. The complex dielectric constant is derived by a Kramers-Kronig dispersion relation. A preliminary analysis of the results shows that they are far from a Debye type relaxation, but the damped harmonic oscillator model fits them. A low frequency mode is found which is temperature dependent.

polarization fluctuations, piezoelectric and elastic constants [7].

Introduction. - The dielectric dispersion spectra of the angle of incidence is 120. The reflectivity measure- potassium dihydrogen phosphate, KDP, has been ments are made at several points from 3000K to investigated using far infrared [I], [2] and Raman [3]

I

0 100 203 303 4M) ^>

Experiments. - The polarized reflection measure-

ments are made with a far infrared R1lC FS720 Fourier FIG. ^1.- Far infrared reflectivity spectra of RbHzP04 crystal spectrophotometer. A wire grid polarizer is used and in c polarization.

spectroscopy. Theoretically, the occurrence of protons tunnelling, and their interaction with lattice distortions, 60.

predict that a collective excitation [4], [5] having a soft mode behaviour [6] is probable. The present

research is intended to make a detailed temperature _40, dependence measurement or the far infrared reflectivity

spectra of rubidium dihydrogen phosphate, RbDP, which is isomorphous with KDP. This work is a part of

a more complete study of RbDP which includes _20.

moreover the measurements of electrocaloric effect.

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