TIBePO ₄ : un nouveau phosphate ferroélectrique

(Reçu le 5 novembre 1993, accepté le 14 décembre 1993)

Abstract
The thallium-beryllium monophosphate is related to the -SiO ₂ tridymite structural kind. The phase II, stable at room temperature, is found to have orthorhombic symmetry mm2. It sustains a displacive transformation at 919 C leading to centric phase I with symmetry mmm. In the low-temperature form, the 6s ² electron pair of TI ⁺ cation is oriented along polar axis, inducing a significant distortion of the oxygen framework ; the ferroelectric nature of phase II is pointed out by the strong increase of the dielectric stiffness around Curie temperature. Phase transition results of bound rotations of PO ₄ and BeO ₄ tetrahedra, the rise of symmetry order leading to the loss of hybridization of the lone pair. According to the displacive transition mechanism, both thermal and dielectric properties show typical second order features.

Résumé
L'orthophosphate de thallium-béryllium cristallise selon le type structural " tridymite -SiO ₂ déformée ". La phase II, stable à l'ambiante, présente une symétrie orthorhombique mm2 ; elle subit une transformation displacive à C vers la forme prototype I centrosymétrique (mmm). Dans la variété ferroélectrique, le doublet électronique 6s ² de l'ion Tl ⁺, orienté selon l'axe polaire, provoque une importante déformation de la charpente oxygénée ; le caractère ferroélectrique est mis en évidence par le fort accroissement de la permittivité diélectrique au voisinage de la température de Curie. La transition procède par des rotations engrenées des tétraèdres PO ₄ et BeO ₄, l'accroissement de symétrie impliquant la déshybridation du doublet 6s ². Observée sous ses aspects thermique et diélectrique, cette transition apparaît comme un phénomène du second ordre, conformément à son caractère displacif.