J. Phys. France 38, 795-807 (1977)
DOI: 10.1051/jphys:01977003807079500

Structural transition of ammonium aluminium alums studied by e.p.r.

R. Chicault et R. Buisson

Laboratoire de Spectrométrie Physique Université scientifique et médicale de Grenoble B.P. 53, 38041 Grenoble Cedex, France

Abstract
EPR spectroscopy results for Cr3+ in two alums A1NH4 and A1ND4 are reported. These alums undergo a phase transition at respectively 60 K and 56 K. The results for T > Tc are qualitatively explained as resulting from fluctuations of distortions associated with the structural change. As A1NH4 looks internally fractured after being cooled below Tc, only the low temperature phase of A1ND4 has been studied. The EPR spectra below T c depend on the rate of cooling. After a slow cooling, the crystal contains three types of domains, each belonging to the orthorhombic system. After a fast cooling, complicated spectra are observed and partially analysed. The analysis suggests they are due either to some form of disorder or to the existence of many domains with large walls.

Résumé
Les résultats de spectroscopie R.P.E. de deux aluns AINH4 et A1ND4 dopés avec des ions Cr3+ sont donnés. Ces aluns subissent un changement de phase à 60 et 56 K. Les résultats obtenus pour T > Tc sont qualitativement interprétés comme résultant de distorsions fluctuantes dues au changement de structure. L'alun A1NH 4 présentant des fractures internes après refroidissement, seule la phase basse temperature de l'alun A1ND 4 a été étudiée. Elle dépend de la vitesse de refroidissement. La phase obtenue après un refroidissement lent appartient au système orthorhombique et trois types de domaines sont présents dans le cristal. Par contre, après un refroidissement rapide, les spectres compliqués obtenus n'ont été analysés que partiellement. Cette analyse suggère qu'ils sont dus soit à un certain désordre dans le cristal, soit à l'existence de nombreux domaines séparés par des parois épaisses.

PACS
6470K - Solid-solid transitions.
7630F - Iron group (3d) ions and impurities (Ti-Cu).

Key words
aluminium compounds -- ammonium compounds -- chromium -- domains -- paramagnetic resonance of iron group ions -- solid state phase transformations