Second International Conference on Lattice Defects in Ionic Crystals / Seconde Conférence Internationale sur les Défauts de Réseau dans les Cristaux Ioniques

J. Phys. Colloques 37 (1976) C7-241-C7-246
DOI: 10.1051/jphyscol:1976759

ELECTRON PARAMAGNETIC RESONANCE STUDIES OF PHASE TRANSITIONS IN KCN

J.P. VON DER WEID¹, L.C. SCAVARDA DO CARMO², R.R. DO SANTOS², B. KOILLER², S. COSTA RIBEIRO³ and A.S. CHAVES<sup>4

1</sup>  Institut de Physique, Université de Neuchâtel, rue A.-L. Breguet 1, CH, 2000 Neuchâtel, Switzerland.
²  Pontificia Universidade Católica do Rio de Janeiro, Rua Marquês de S. Vincente, 225 Gávea, Rio de Janeiro, Brasil
³  225 Gavea, Rio de Janeiro, Brasil
⁴  Departamento de Física Icex, Universidade Federal de Minas Gerais, C. Postal 1621, 30000 Belo Horizonte, Brasil

Résumé
Les propriétés ferroélastiques et ferroélectriques des cristaux de KCN ont été étudiées par la RPE des ions moléculaires HCN^- et N^-₂. La structure en domaines générée par la transition de phase cubique → orthorhombique à 168 K présente six orientations non équivalentes. L'analyse du spectre de HCN^- entre 83 K et 170 K montre que les ions CN^- du réseau se réorientent entre les directions [100] et < 111 > de la cellule orthorhombique. L'énergie élastique minimale des directions < 111 > est plus élevée que celle de la direction [100] (ΔE = 7,4 meV) à partir d'un Hamiltonien très simple, où les interactions entre les ions CN^- sont de nature électrostatique dipolaire, nous avons montré que la phase ordonnée se présente comme un état antiferroélectrique.

Abstract
The ferroelastic and ferroelectric properties of KCN crystals were investigated through the EPR spectra of HCN^- and N₂ molecular ions in the lattice. The domain structure generated by the cubic → oethorhombic transition at 168 K consist of six non equivalent domain orientations. The analysis of the HCN^- spectra between 83 K and 170 K showed that reorientations of the CN^- ions occurs between the [100] and < 111 > orthorhombic directions, which have a minimum elastic energy 7.4 meV higher than the [100]. Based on a simple mode1 Hamiltonian in which the interactions between the CN^- ions are of an electrostatic dipole-dipole nature, we showed that the ordered phase consist of an antiferroelectric state.