J. Phys. France 39, 287-300 (1978)
DOI: 10.1051/jphys:01978003903028700

Mesures de quelques coefficients piézoélectriques, élastiques et de couplage électromécanique des boracites ferroélectriques/ferroélastiques Cu3B7O13Cl et Cu3B7O13Br

P. Genequand, H. Schmid, G. Pouilly et H. Tippmann

Battelle, Centre de recherche de Genève, CH-1227 Carouge-Genève, Suisse

Abstract
Resonance/antiresonance measurements have been made in the mm2 and 43m phase of Cu-Cl-B (- 30 to + 200 °C) and Cu-Br-B (- 130 to + 100 °C). The piezoelectric coefficients d31, d32, g31, g 32 (mm2 phase) and d14, g14 (43m phase), the elastic compliances SE11 , S E22, SD11, SD 22 (mm2 phase) and the electromechanical coupling factors k 231, k232 (mm2) have been determined. The relative sign of d31 and d 14 has been found to be equal and opposite to that of d 32. The sign has been correlated with the orientation of the etch figures, optical indicatrix, spontaneous polarization and ferroelasticity. The free dielectric constant ε T 33 (1 MHz) of Cu-Br-B has been measured in the mm2 and 43m phase. The temperature dependence of resonance frequency and elastic compliance reflects a softening of the lattice at the phase transition, being stronger for Cu-Cl-B than for Cu-Br-B.

Résumé
On a effectué des mesures piézoélectriques de résonance/antirésonance sur les phases mm2 et 43m des boracites Cu-Cl (- 30°C à + 200°C) et Cu-Br (- 130 °C à + 100°C). Les coefficients piézoélectriques d31, d32, g31, g32 (phase mm2) et d14, g14 (phase 43m), les coefficients élastiques SE11, SE22 ,SD11, SD22 (phase mm2), ainsi que les facteurs de couplage électromécanique k 231, k232 (phase mm2) ont été déterminés. On a observé pour d31 et d 14 des signes égaux et opposés à celui de d32. Ces signes ont été mis en correspondance avec l'orientation des figures d'attaque, de l'indicatrice optique, de la polarisation spontanée et de la ferroélasticité. La constante diélectrique libre εT33 (1 MHz) de Cu-Br-B a été mesurée dans les phases mm2 et 43m. La variation de la fréquence de résonance et des coefficients élastiques en fonction de la température indique un ramollissement du réseau à la transition de phase, plus marqué pour Cu-Cl-B que pour Cu-Br-B.

PACS
6220D - Elasticity, elastic constants.
7722C - Permittivity (dielectric function).
7765B - Piezoelectric and electrostrictive constants.

Key words
copper compounds -- elastic constants -- ferroelasticity -- ferroelectric materials -- permittivity -- piezoelectricity