J. Phys. France 46, 435-445 (1985)
DOI: 10.1051/jphys:01985004603043500

Order-disorder phase transition of NH4AlF4 through Raman scattering investigations

M. Couzi¹, P. Rocquet¹ et J.L. Fourquet<sup>2

1</sup>  Laboratoire de Spectroscopie Infrarouge (LA 124), Université de Bordeaux I, 351, Cours de la Libération, 33405 Talence, France
²  Laboratoire des Fluorures et Oxyfluorures Ioniques (ERA 689), Faculté des Sciences, Route de Laval, 72017 Le Mans, France

Abstract
The low-frequency (0-600 cm- 1) Raman spectra of NH4AlF4 single crystals (a perovskite-type layer compound) have been studied at different temperatures, and the D184h → D134h phase transition occurring around 150 K is evidenced. The Raman data show that it is purely an order-disorder transformation, connected to the reorientational dynamics of the NH +4 ions. A simple model of reorientable pseudo-spins in a rigid layered matrix of corner-sharing AlF6 octahedra describes the main spectral characteristics of the phase transition. The estimate of the critical exponent of the order-parameter is consistent with the essentially three-dimensional character of the transition in the vicinity of T c.

Résumé
Les spectres Raman de basse fréquence (0-600 cm-1) d'un monocristal de NH4AlF4 (composé bidimensionnel de type perovskite) ont été étudiés à différentes températures; la transition de phase D184h → D13 4h ayant lieu vers 150 K est mise en évidence. Les résultats montrent qu'il s'agit d'une transition de type purement ordredésordre, associée à la dynamique réorientationnelle des ions NH+4. Un modèle simple de pseudo-spins réorientables dans une matrice rigide constituee de feuillets d'octaèdres AlF6, permet de rendre compte des principales caractéristiques spectrales associées à la transition. L'estimation de l'exposant critique du paramètre d'ordre est en accord avec un caractère essentiellement tridimensionnel de la transition au voisinage de T c.

PACS
6150K - Crystallographic aspects of phase transformations; pressure effects.
6320 - Phonons in crystal lattices.
6470K - Solid-solid transitions.

Key words
ammonium compounds -- lattice dynamics -- order disorder transformations -- Raman spectra of inorganic solids