Berlin 2005 – wissenschaftliches Programm

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DF: Dielektrische Festkörper

DF 4: Poster

DF 4.18: Poster

Samstag, 5. März 2005, 08:30–16:30, Poster TU C

Strukturelle Phasenübergänge mit Protonenordnung in TlH₂PO₄ — •In-Hwan Oh, Stefan Mattauch und Gernot Heger — Institut für Kristallographie der RWTH Aachen, 52056 Aachen

TlH₂PO₄ gehört zu den X(H,D)₂PO₄-Verbindungen der KDP-Familie (X = K, Rb, Tl, Cs), die sich durch interessante ferroische Eigenschaften auszeichnen. Charakteristisch ist eine reiche Polymorphie mit vielen Phasenübergängen, die durch H/D-Ordnung in Wasserstoffbindungen hervorgerufen werden. Protonierte und deuterierte Verbindungen zeigen einen Isotopen-Effekt (T_C-Werte bzw. Polymorphismus unterschiedlich). Durch Neutronenbeugung an Einkristallen kann die H/D-Verteilung detailliert untersucht werden. Die Kristallstruktur der orthorhombischen Hochtemperaturphase von Tl(H,D)₂PO₄ (RG P 2/c 2₁/a 2₁/n) ist gekennzeichnet durch n(H,D)₂PO₄-Doppelschichten, die durch Wasserstoffbindungen verbrückt sind. Alle drei unterschiedlichen O-(H,D)-O Bindungen sind fehlgeordnet. Die (H,D)-Verteilung lässt sich entsprechend einem Doppelminimumpotential beschreiben. Die ferroelastische Phase von TlH₂PO₄ unterhalb von 350 K (RG P 1 2₁/a 1) zeigt eine partielle Protonenordnung mit einer asymmetrischen O-H⋯O-Bindung. Mit sinkender Temperatur verstärkt sich diese Asymmetrie und bei 230 K wird der Übergang zu einer antiferroelektrischen Struktur (RG P 1) erreicht, die eine komplette Protonenordnung aufweist.