Estudo das transições de fase dos cristais de SrTiO3 e (NH4)2 Cd2(SO4)3 por espalhamento Raman e espectroscopia no infra-vermelho

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

1980

RESUMO

Desenvolvemos estudos detalhados dos espectros Raman dos cristais de SrTiO3 e (NH4)2Cd2(SO4)3, e da refletividade no infravermelho do SrTiO3, visando compreender os mecanismos das transições de fase desses cristais. Quanto ao SrTiO3, o comportamento de modo "soft" dos fonons Alg e Eg de baixas freqüências, na fase tetragonal. explica a transição de fase antidistorciva cúbico-tetragonal, que ocorre a 111 K em nossa amostra. Esses modos originam-se do modo R25 de baixa freqüência (do canto da zona), observado na fase cúbica; com base neste fato, a transição pode ser vista como o dobramento da zona de Brillouin, tal que o ponto R (do canto), passa para o centro. Com base nas relações de compatibilidade, as posições estruturais para os vários átomos na fase tetragonal e suas simetrias de "sítio" são preditas. A fim de verificar a existência da transição paraelétrico-ferroelétrico (caso ela ocorra) abaixo de 38 K, efetuamos, sistematicamente, as medidas de refletividade no infravermelho. Os espectros foram analisados usando um formalismo de modos de osciladores clássicos acoplados, e produziram concordância razoavelmente boa com a análise de Kramers-Kronig. Os resultados extrapolados mostram que o modo Flu mais baixo deveria decrescer até zero em torno de 10 K, sugerindo, então, uma forte possibilidade de uma fase ferroelétrica neste cristal. Abaixo de 111 K, pudemos observar o modo Eu (originário do R25), cuja existência não havia sido ainda verificada, embora prevista. É importante mencionar, que observamos todos os modos Flu (e a variação com a temperatura do menor deles), nos espectros Raman de amostras de SrTiO3 com alguns defeitos. A variação com a temperatura dos espectros Raman do ferroelétrico impróprio (NH4)2Cd2(SO4)3, revelou a presença de uma nova transição de fase antidistorciva, em torno de 162 K, da simetria cubica (T) para a simetria ortorrômbica (D2). Essa transição é disparada pelo amolecimento de um modo que pertence a algum ponto crítico do canto da lona, acima da temperatura de transição. O dobramento da célula unitária pode, então, ser predito pela observação de modos "soft" nos espectros Raman abaixo de 162 K. As drásticas mudanças nos espectros a temperaturas mais baixas, mostram que a transição ferroelétrica ocorre em torno de 91.5 K. Essa transição é disparada por outro modo "soft", do ponto M da lona de Brillouin. Na fase ferroelétrica, (simetria C2), observamos dois fonons "soft" polares, originários deste modo. O comportamento desses modos com a temperatura é semelhante àquele observado no Tb2(MoO4)3, por espalhamento de neutrons. É interessante notar que na transição de fase ferroelétrica do (NH4)2Cd2(SO4)3, o pico central do espectro aumenta de forma anômala; atribuímos esse crescimento anômalo a movimentos das paredes dos domínios.

ASSUNTO(S)

raman espectroscopia de infravermelho espectroscopia de

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