Numéro
J. Phys. France
Volume 47, Numéro 3, mars 1986
Page(s) 483 - 489
DOI https://doi.org/10.1051/jphys:01986004703048300
J. Phys. France 47, 483-489 (1986)
DOI: 10.1051/jphys:01986004703048300

Ultrasonic study of the normal - incommensurate - commensurate phase transitions in [N(CH3)4]2ZnCl 4

J. Berger1, J.P. Benoit2, C.W. Garland3 et P.W. Wallace3

1  DRP (LA71), Université Pierre et Marie Curie, 75230 Paris, France
2  LURE, CNRS, Université Paris-Sud, 91405 Orsay, France
3  Department of Chemistry and Center for Materials Science and Engineering, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge 02139, Massachusetts, U.S.A.


Abstract
The shear elastic constants c44, c55, and c66 of single-crystal [N(CH3)4] 2ZnCl4 have been measured at 10 MHz near the normal-incommensurate transition at Ti ≈ 23°C, the incommensurate-ferroelectric commensurate lock-in transition at Tc ≈ 8°C, and the first-order ferroelectric-ferroelastic transition at T1 ≈ 4°C. A substantial variation in the velocity and attenuation of the c66-mode ultrasonic shear wave in the incommensurate phase can be understood qualitatively in terms of soliton-phonon coupling. The longitudinal attenuation α associated with the c11 mode was also studied as a function of frequency (10-70 MHz) near T i. The critical attenuation in the incommensurate phase could be well characterized by α ≈ f2(Ti - T)-0.9.


Résumé
Les constantes élastiques c44, c55, et c66 d'un crystal de [N(CH3)4]2ZnCl 4 ont été mesurées à 10 MHz près de la transition de la phase prototype vers la phase incommensurable à Ti ≈ 23°C puis près de la transition de lock-in (incommensurable-ferroélectrique) à T c ≈ 8 °C et au voisinage de la transition du 1er ordre ferroélectriqueferroélastique à T1 ≈ 4°C. Une variation importante de la vitesse et de l'atténuation du mode de cisaillement c66 dans la phase incommensurable peut être interprétée qualitativement par un couplage solitons-phonons. L'attenuation α associée au mode longitudinal c11 a été étudiée en fonction de la fréquence (10 à 70 MHz) près de Ti. Dans la phase incommensurable l'atténuation critique est bien représentée par une loi de la forme : α ≈ f2(Ti- T)-0,9.

PACS
6220D - Elasticity, elastic constants.
6265 - Acoustical properties of solids.
6320 - Phonons in crystal lattices.
6470K - Solid-solid transitions.

Key words
commensurate incommensurate transformations -- elastic constants -- ferroelastic transitions -- ferroelectric Curie temperature -- ferroelectric materials -- ferroelectric transitions -- lattice phonons -- organic compounds -- shear modulus -- solitons -- ultrasonic absorption -- ultrasonic velocity