J. Phys. France 43, 787-793 (1982)
DOI: 10.1051/jphys:01982004305078700

Compare raman study of the phase transitions in K2ZnCl4 and Rb2ZnCl4, Rb2ZnBr4, K2SeO4

M. Quilichini^{1, 2}, J.P. Mathieu¹, M. Le Postollec¹ et N. Toupry<sup>1

1</sup>  Laboratoire de Recherches Physiques, Université Pierre et Marie Curie, 4, place Jussieu, Tour 22, 75230 Paris, France
²  Present address: ILL,BP 156X, 38042 Grenoble cedex France

Abstract
The Raman spectra of K2ZnCl4 single crystals have been measured over the temperature range covering the successive phase transitions at Ti = 553 K, TL = 403 K down to 10 K. An amplitude mode is detected below T i. Evidence for a new phase below T0 is given by the observation of a soft phonon mode. The measured temperature dependence of the birefringence clearly confirms the existence of this low temperature phase in K2ZnCl 4 and Rb2ZnBr4 at T0 = 175 K and 107 K respectively. It is shown that group theoretical considerations applied to experimental Raman data of Rb2ZnCl4 are not sufficient to assign the space group of this low temperature phase in K2ZnCl4, Rb2ZnCl 4 and Rb2ZnBr4. The mechanism of the transition from the paraelectric phase to the incommensurate phase is discussed for the four compounds K2SeO4, K2ZnCl4, Rb2ZnCl4 and Rb2ZnBr4 on the basis of Raman and neutron data obtained in the vicinity of Ti ; the possibility of a crossover between a displacive regime and an order disorder regime is emphasized.

Résumé
Les spectres de diffusion Raman de monocristaux de K2ZnCl 4 ont été étudiés dans un domaine de température qui comprend les températures de transition de phase successives de ce composé (Ti = 553 K, TL = 403 K), et qui s'étend jusqu'à 10 K. Un mode d'amplitude est observé dans la phase incommensurable (T < Ti). Une nouvelle phase est détectée par l'observation d'un mode mou pour T < T0 . Des mesures de biréfringence faites en fonction de la température confirment l'existence de cette phase basse température dans K2ZnCl4 et Rb2ZnBr 4 et permettent de déterminer le point de transition T0 (T 0 = 175 K et 107 K pour K2ZnCl4 et Rb2ZnBr 4 respectivement). Des arguments de théorie des groupes sont appliqués aux résultats Raman obtenus pour T < T0 et ne sont pas suffisants pour faire une attribution certaine du groupe d'espace de la phase basse température observée dans K2ZnCl4, Rb2ZnCl 4, Rb2ZnBr4. Le mécanisme de la transition de la phase para-électrique vers la phase incommensurable est discuté sur la base des résultats obtenus au voisinage de Ti par diffusion inélastique cohérente de neutrons et de la lumière.

PACS
6370 - Statistical mechanics of lattice vibrations and displacive phase transitions.
6470K - Solid-solid transitions.
7780B - Phase transitions and Curie point.
7820F - Birefringence.

Key words
birefringence -- ferroelectric materials -- ferromagnetic paramagnetic transitions -- potassium compounds -- Raman spectra of inorganic solids -- rubidium compounds -- soft modes -- solid state phase transformations