J. Phys. France 42, 445-458 (1981)
DOI: 10.1051/jphys:01981004203044500

Neutron diffractometry investigation of the tricritical point of KH2 PO4

P. Bastie¹, M. Vallade¹, C. Vettier², C.M.E. Zeyen² et H. Meister<sup>3

1</sup>  Laboratoire de Spectrométrie Physique , B.P. 53X, 38041 Grenoble Cedex, France
²  Institut Laüe-Langevin, B.P.156, 38042 Grenoble Cedex, France
³  C.C.R. EURATOM 21020, Ispra, Italy

Abstract
The spontaneous shear strain and the variation of the lattice-constant C in KH2PO4 (K.D.P.) have been studied as functions of the temperature and hydrostatic pressure using a high-resolution neutron diffractometer. The measurements were performed in a range of ± 5 K around the transition temperature and for pressure up to 4 kbar. All the data are consistently fitted, using a Landau-type free energy expansion with the quadratic and quartic term coefficients varying linearly with the temperature and pressure. Both these coefficients vanish simultaneously at the tricritical point (P* = 2.8 ± 0.3 kbar, T* = 109 ± 1 K). This mean-field behaviour is in agreement with recent theories of critical phenomena: Fits with power-laws are also discussed.

Résumé
Le cisaillement spontané et la variation du paramètre de maille C du KH2PO4 (K.D.P.) ont été mesurés en fonction de la température et de la pression hydrostatique en utilisant un diffractomètre à neutrons à haute résolution. Les mesures ont été effectuées dans un intervalle de température de ± 5 K au voisinage de la transition et pour des pressions allant jusqu'à 4 kbars. Tous les résultats sont interprétés de façon cohérente à l'aide d'un développement de Landau de l'énergie libre où les coefficients des termes du second ordre et du quatrième ordre présentent une dépendance linéaire en fonction de la température et de la pression. Ces deux coefficients s'annulent simultanément au point tricritique (P* = 2,8 + 0,3 kbar et T* = 109 ± 1 K). Ce comportement de champ-moyen est en accord avec les théories récentes des phénomènes critiques. Des ajustements avec des lois de puissance sont aussi discutés.

PACS
6250 - High-pressure and shock wave effects in solids and liquids.
7780B - Phase transitions and Curie point.

Key words
ferroelectric materials -- ferroelectric transitions -- free energy -- high pressure solid state phase transformations -- lattice constants -- neutron diffraction examination of materials -- potassium compounds