J. Phys. France 51, 2135-2141 (1990)
DOI: 10.1051/jphys:0199000510190213500

On the ferroelectric phase transition in (CH3)4 NCdBr 3 (TMCB)

G. Aguirre-Zamalloa¹, M. Couzi¹, N.B. Chanh² et B. Gallois<sup>2

1</sup>  Laboratoire de Spectroscopie Moléculaire et Cristalline (URA 124 - CNRS), Universitd de Bordeaux I, 33405 Talence, France
²  Laboratoire de Cristallographie et de Physique Cristalline (URA 144 - CNRS), Université de Bordeaux I, 33405 Talence, France

Abstract
The ferroelectric phase transition in (CH3)4 NCdBr 3 (TMCB) at ~ 156 K is studied by X-ray diffraction measurements; it is shown that the space group of the paraelectric phase is P63/m, with lattice parameters a, a, c, and that of the ferroelectric phase is P6 1 (or P65) with lattice parameters a, a, 3c. The transition is analyzed in the framework of the Landau theory. In particular, the observed symmetry change implies the presence of cubic invariants (first-order transition). A classical Landau type expansion of the free-energy, including coupling terms with the polarization vector components (improper ferroelectric) is able to account satisfactorily for the temperature dependence of the spontaneous polarization and dielectric susceptibilities which have been previously measured.

Résumé
La transition de phase ferroelectrique de (CH3)4 NCdBr3 (TMCB) à ~ 156 K est étudiée par diffraction des rayons X ; on montre que le groupe d'expace de la phase paraélectrique est P63 /m, avec des parametres de maille a, a, c, et que celui de la phase ferroélectrique est P61 (ou P65) avec pour paramètres a, a, 3c. La transition est analysée a l'aide de la theorie de Landau. En particulier, le changement de symétrie observé implique l'existence d'invariants d'ordre trois (transition du premier ordre). Un ddveloppement classique de l'énergie libre de Landau, incluant les termes de couplage avec les composantes du vecteur polarisation (ferroélectrique impropre) rend compte d'une manière satisfaisante de la dependance en temperature de la polarisation spontanée et des susceptibilités diélectriques, mesurées précédemment.

PACS
7780B - Phase transitions and Curie point.
6150A - Theory of crystal structure, crystal symmetry; calculations and modeling.
6470K - Solid-solid transitions.

Key words
crystal symmetry -- ferroelectric materials -- ferroelectric transitions -- free energy -- organic compounds -- X ray diffraction examination of materials