J. Phys. France 50, 563-582 (1989)
DOI: 10.1051/jphys:01989005005056300

Nuclear spin relaxation in a vinylidene fluoride and trifluoroethylene copolymer 70/30 - I. Dynamics and morphology in the ferroelectric phase

Jérôme Hirschinger, Bernard Meurer et Gilbert Weill

Institut Charles-Sadron (CRM-EAHP), CNRS-ULP Strasbourg, 6, rue Boussingault, 67083 Strasbourg Cedex, France

Abstract
The spin dynamics of hydrogen and fluorine in a 70/30 VF2/TrFE copolymer have been investigated by the measurements of the nuclear spin-lattice relaxation times in the laboratory (T1) and rotating frames (Tθ1ρ) the transient Overhauser effect (TOE) and the free induction decay (FID). Tθ 1ρ results demonstrate the presence of local motions within the crystallites implying the existence of crystalline « defects ». A simple model treating cross-relaxation and spin diffusion on an equal footing was found to be appropriate to describe all the relaxation data in the laboratory frame. Moreover, it confirms that the high frequency motions in the amorphous phase below the Curie point and in the paraelectric phase are of the same type.

Résumé
La dynamique des spins nucléaires du proton et du fluor dans un copolymère de fluorure de polyvinylidène et de trifluoroéthylène 70/30 a été caractérisée par une série de mesures de formes des précessions libres, de temps de relaxation spin réseau T1 dans le référentiel du laboratoire et Tθ1ρ dans des référentiels tournants, des mesures d'effet Overhauser transitoire. La variation de Tθ 1ρ en fonction de θ met en évidence l'existence de mouvements locaux au sein des crystallites impliquant l'existence de « défauts » cristallins. Un modèle simple, traitant de manière analogue les effets de relaxation croisée et de diffusion de spin permet d'analyser quantitativement l'ensemble des données. Cette analyse montre les mêmes mouvements de haute fréquence dans la phase amorphe en dessous du point de Curie et dans l'ensemble de la phase paraélectrique (au-dessus du point de Curie).

PACS
7660E - Relaxation effects.
7670F - Double nuclear magnetic resonance (DNMR), dynamical nuclear polarization.
7780 - Ferroelectricity and antiferroelectricity.

Key words
ferroelectric materials -- nuclear spin lattice relaxation -- Overhauser effect -- polymers