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La ferroélasticité

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Résumé

La notion de ferroélasticité, récemment introduite en physique est présentée et expliquée. Les caractéristiques des matériaux ferroélectriques et de leurs transitions de phase sont étudiées du point de vue cristallographique et thermodynamique. L’intérêt pratique de ces matériaux est démontré pour des applications relatives au traitement optique de l’information.

Abstract

The concept ferroélasticiting, recently introduced in physics, is presented and explained. The main features of ferroelastic materials and of their phase transitions are studied through their crystallographic and thermodynamical aspects. The practical use of these materials is pointed out for applications in the fields of optical data processing.

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Bibliographie

  1. Aizu (K.). Possible species of ferroelastic crystals and of simultaneously ferroelectric and ferroelastic crystals (Variétés possibles de cristaux ferroélastiques et de cristaux simultanément ferroélectriques et ferroélastiques).J. Phys. Soc. Jap. (août 1969),27, n∘ 2, pp. 387–396.

    Article  Google Scholar 

  2. Bornarel (J.),Lajzerowicz (J.). Experimental evidence of long range interaction of domains in ferroelectric KH2PO4 (Preuve expérimentale de l’interaction à distance des domaines dans KH2PO4 ferroélectrique).J. Appl. Phys., U. S. A., (août 1968),39, nℴ 9, pp. 4337–4341.

    Google Scholar 

  3. Malgrange (C.),Glogarova (M.). Study of ferroelectric domains in gadolinium molybdate (Etude des domaines ferroelectriques dans le molybdate de gadolinium).J. Phys., Fr. (avril 1972),33, supp. n∘ 4, pp. C 2.159-C 2.161.

    Google Scholar 

  4. Tressaud (A.),Galy (J.),Portier (J.). Structure cristalline des variétés basse et haute température du fluoferrite de rubidium RbFeF4.Bull. Soc. Fr. Minéral. Cristallogr. (juil. 1969),92, n∘ 4, pp. 335–341.

    Google Scholar 

  5. Abrahams (S. C.),Bernstein (J. L.). Ferroelastic effect in RbFeF4 and CsFeF4 (Effet ferroélastique dans RbFeF4 et CsFeF4).Mat. Res. Bull., U. S. A. (août 1972),7, n∘ 8, pp. 715–720.

    Article  Google Scholar 

  6. Abrahams (S. C.),Bernstein (J. L.). Ferroelectric lithium tantalate single crystal X-ray diffraction study at 24° C (Analyse radiocristallographique à 24° C de monocristaux ferroélectriques de tantalate de lithium).J. Phys. Chem. Solids, G. B. (sept. 1967),28, n∘ 9, pp. 1685–1692.

    Article  Google Scholar 

  7. Abrahams (S. C.),Keve (E. T.). Structural basis of ferroelectricity and ferroelasticity (Bases structurales de la ferroélectricité et de la ferroélasticité).Ferroelectrics, G. B. (avril 1971),2, n∘ 2, pp. 129–154.

    Google Scholar 

  8. Le Corre (Y.). Les groupes de symétrie bicolores et leurs applications.Bull. Soc. Fr. Minér. Cristal. (avr.-juin 1958),81, n∘ 4–6, pp. 120–125.

    Google Scholar 

  9. Regreny (A.), Passaret (M.), Burlet (P.). Etude par analyse thermique différentielle d’échantillons de synthèse. Relation entre la température de la transformation α β, les conditions de synthèse et la qualité(à paraître).

  10. Kammer (E. W.),Pardue (T. E.),Frissel (H. F.). A determination of the elastic constants for betaquartz (Détermination des constantes élastiques du quartz-β).J. Appl. Phys., U. S. A. (mars 1948),19, n∘ 3, pp. 265–270.

    Google Scholar 

  11. Dolino (G.),Bachheimer (J. P.),Vallade (M.). Direct observation of Dauphiné twins in quartz with second harmonic light (Observation directe des macles du Dauphiné dans le quartz au moyen du second harmonique optique).Appl. Phys. Letters, U. S. A. (juin 1973),22, n∘ 12, pp. 623–625.

    Article  Google Scholar 

  12. Aizu (K.). Second order ferroic states (Etats « ferroiques » d’ordre deux).J. Phys. Soc. Jap. (janv. 1973),34, n∘ 1, pp. 121–128.

    Article  Google Scholar 

  13. Labbe (J.),Friedel (J.). Instabilité électronique et changement de phase cristalline des composés du type V3Si à basse température.J. Phys., Fr. (mars-avril 1966),27, n∘ 3–4, pp. 153–165.

    Article  Google Scholar 

  14. Wanagel (J.),Batterman (B. W.). Crystallographic study of the low temperature phase transformation in V3Si and Nb3Sn (Etude cristallographique de la transition de phase à basse température de V3Si et Nb3Sn).J. Appl. Phys., U. S. A. (août 1970),41, n∘ 9, pp. 3610–3614.

    Google Scholar 

  15. Mailfert (R.),Batterman (B. W.),Hanak (J. J.). Observations related to the order of the low temperature structural transformation in V3Si and Nb3Sn (Observations liées à l’ordre de la transition structurale basse température de V3Si et Nb3Sn).Phys. Stat. Sol., R. D. A. (mars 1969),32, n∘ 1, pp. K 67-K 69.

    Google Scholar 

  16. Courdille (J. M.). Atténuation des ultrasons au voisinage de la transition de phase à 110° K du titanate de strontium. Thèse de 3e cycle,Université de Paris (1970), 53 p.

  17. Dumas (J.). Atténuation et dispersion des ultrasons au voisinage de la transition de phase à 184° K de KMnF3. Thèse de 3e cycle,Université de Paris (1971), 58 p.

  18. Pozdnyakova (L. A.),Kruglik (A. J.),Alek-sandrov (K. S.). Study of the superstructure arising during the phase transition in KMnF3 (Etude de la surstructure qui apparaît à la transition de phase de KMnF3).Kristallografiya U. R. S. S. (marsavril 1972),17, n∘ 2, pp. 336–339.(Sov. Phys. Crystallography, U. S. A. (sept–oct. 1972),17, n∘ 2, pp. 284–286).

    Google Scholar 

  19. Axe (J. D.),Shirane (G.),Müller (K. A.). Zoneboundary phonon instability in cubic LaA103 (Instabilité de phonon en bout de zone dans LaA013 cubique).Phys. Rev., U. S. A. (juil. 1969),183, n∘ 3, pp. 820–823.

    Google Scholar 

  20. Scott (J. F.). Raman study of trigonal cubic phase transitions in rare earth aluminates (Etude par diffusion Raman des transitions cubique-trigonale dans les aluminates de terres rares).Phys. Rev., U. S. A. (juil. 1969),183, n∘ 3, pp. 823–825.

    Google Scholar 

  21. Hirotsu (S.). Experimental studies of structural phase transitions in CsPbCl3 (Etudes expérimentales des transitions de phase structurales dans CsPbCl3).J. Phys. Soc. Jap. (août 1971),31, n∘ 2, pp. 552–560.

    Article  Google Scholar 

  22. Morin (F. J.). Oxides which show a metal-to-insulator transition at the Néel-temperature (Oxydes qui présentent une transition métal-isolant à la température de Néel).Phys. Rev. Letters, U. S. A. (juil. 1959),3, n∘ 1, pp. 34–36.

    Article  Google Scholar 

  23. Fillingham (P. J.). Domain structure and twinning in cristals of vanadium dioxyde (Structure en domaines et macles dans les cristaux d’oxyde de vanadium).J. Appl. Phys., U. S. A. (nov. 1967),38, n∘ 12, pp. 4823–4829.

    Google Scholar 

  24. Jona (F.),Shirane (G.). Ferroelectric crystals (Cristaux ferroélectriques).Pergamon Press., U. S. A. (1962), 402 p.

    Google Scholar 

  25. Cross (L. E.),Fouskova (A.),Cummins (S. E.). Gadolinium molybdate, a new type of ferroelectric crystal (Le molybdate de gadolinium, un nouveau type de cristal ferroélectrique).Phys. Rev. Letters, U. S. A. (sep. 1968),21, n∘ 12, pp. 812–814.

    Article  Google Scholar 

  26. Bordeaux (D.),Bornarel (J.),Capiomoni (A.),Lajzerowicz-Bonneteau (J.),Lajzerowicz (J.),Legrand (J. P.). New ferroelastic-ferroelectric compound: tanane (Un nouveau ferroélectrique-ferroélastique: le tanane).Phys. Rev. Letters, U. S. A. (juil. 1973),31, n∘ 5, pp. 314–317.

    Article  Google Scholar 

  27. Singh (S.),Draegert (D. A.),Geusic (J. E.). Optical and ferroelectric properties of barium sodium niobate (Propriétés optiques et ferroélectriques du niobate de barium et sodium).Phys. Rev., U. S. A. (oct. 1970),B 2, n∘ 7, pp. 2709–2724.

    Article  Google Scholar 

  28. Toledano (J. C),Pateau (L.). Differential thermal analysis of ferroelectric and ferroelastic transitions in barium sodium niobate (Analyse thermique différentielle des transitions ferroélectrique et ferroélastique dans le niobate de barrium et sodium).J. Appl. Phys., U. S. A. (avr. 1974),45, n∘ 4, pp. 1611–1614.

    Google Scholar 

  29. Boucher (B.),Buhl (R.),Perrin (M.). Magnetic structure of Mn3O4 by neutron diffraction (Structure magnétique de Mn3O4 déterminée par diffraction neutronique).J. Appl. Phys., U. S. A. (mars 1971),42, n∘ 4, pp. 1615–1617.

    Article  Google Scholar 

  30. Abrahams (S. C.). Ferroelasticity (La ferroélasticité).Mat. Res. Bull., U. S. A. (oct. 1971),6, n∘ 10, pp. 881–890.

    Article  Google Scholar 

  31. Sivardiere (J.). Theory of phase transitions in rare earth vanadates (Théorie des transitions de phases dans les vanadates de terres rares).Phys. Rev., U. S. A. (déc. 1972),B 6, n∘ 11, pp. 4284–4293.

    Article  Google Scholar 

  32. Wright (J. C.),Moos (H. W.),Colwell (J. H.),Mangum (B. W.),Thornton (D. D.). DyPO4 a three-dimensional Ising antiferromagnet (Un antiferromagnétique conforme au modèle d’Ising tridimensionnel).Phys. Rev. U. S. A. (fév. 1971),B 3, pp. 843–858.

    Article  Google Scholar 

  33. Ascher (E.),Rieder (H.),Schmid (H.), Stossel (H.). Some properties of ferromagnetoelectric nickeliodine boracite Ni3B7O13I (Quelques propriétés de de la boracite nickel-iode ferromagnétoélectrique Ni3B7O13I).J. Appl. Phys., U. S. A. (mars 1966),37, n∘ 3, pp. 1404–1405.

    Google Scholar 

  34. Hammermesh (M.). Group theory (Théorie des groupes).Addison Wesley Publ. Co., U. S. A. (mars 1964), 509 p.

    Google Scholar 

  35. Nye (J. F.). Propriétés physiques des cristaux.Dunod., Fr. (1961), 344 p.

  36. Ivanov (N. R.),Shuvalov (L. A.),Chikladze (O. A.) KIO3, the first ferroelectric with non reorientable and non-180° switchable components of spontaneous polarization (KIO3 premier ferroélectrique avec une polarisation spontanée dont des composantes sont non réorientables et non inversibles).Phys. Letters, Netherl. (nov. 1973),45 A, n∘ 6, pp. 437–438

    Article  Google Scholar 

  37. Aizu (K.). Possible species of ferromagnetic, ferroelectric and ferroelastic crystals (Variétés possibles de matériaux ferromagnétiques, ferroélectriques et ferroélastiques).Phys. Rev., U. S. A. (août 1970),B 2, n∘ 3, pp. 754–772.

    Article  Google Scholar 

  38. Boccara (N.). Second order phase transitionscharacterized by a deformation of the unit cell (Transitions de phase du second ordre caractérisées par une déformation de la maille).Ann. of Phys., U. S. A. (jan. 1968),47, n∘ 1, pp. 40–64.

    Article  Google Scholar 

  39. Aizu (K.). Determination of the strate parameters and formulation of spontaneous strain for ferroelastics (Détermination des paramètres d’états et définition de la déformation spontanée des ferroélastiques).J. Phys. Soc. Jap. (mars 1970),28, n∘ 3, pp. 706–716.

    Article  Google Scholar 

  40. Toledano (J. G.). Changement de système cristallin au cours d’une transition ferroélastique(à paraître).

  41. Weigel (D.). Cristallographie et structure des solides.Masson, Paris (1972), 147 p.

    Google Scholar 

  42. Landau (L. D.), Lifchitz (E.). Physique statistique.Ed. Moscou (1967), 583 p.

  43. Devonshire (A. P.). Theory of ferroelectrics (Théorie des ferroélectriques).Phil. Mag. G. B. (avr. 1954),3, n∘ 10, pp. 85–130.

    Google Scholar 

  44. Fleury (P. A.). Phonon instabilities and interactions near solid state phase transitions (Instabilités des phonons et interactions au voisinage des transitions de phases).J. Acoust. Soc. Amer., (1971),49, n∘ 3, pp. 1041–1051.

    Article  Google Scholar 

  45. Dvorak (V.). Mixing of acoustic and soft optic modes in ferroelectric BaTiO3 (Mélange de modes acoustiques et optiques dans BaTiO3 ferroélectrique)Phys. Rev., U. S. A. (1968),167, n∘ 2, pp. 525–528.

    Google Scholar 

  46. Aizu (K.). Phenomenological lattice dynamical theory of ferroelasticity (Théorie phénoménologique et dynamique de la ferroélasticité).J. Phys. Chem. Solids, G. B. (août 1971),32, n∘ 8, pp. 1959–1969.

    Article  Google Scholar 

  47. Dvorak (V.). Boracites, an example of improper ferroelectrics (Les boracites, un exemple de ferroélectriques impropres).J. Phys., Fr. (avr. 1972),33, supp. n∘ 4, pp. C 2.89-C 2.90.

    Google Scholar 

  48. Dvorak (V.). The origin of the structural phase transitions in Gd2(MoO4)3 (Origine de la transition de phase structurale dans Gd2(MoO4)3.Phys. Stat. Sol., R. D. A. (mai 1971),45 (b), n∘ 1, pp. 147–152.

    Article  Google Scholar 

  49. Dvorak (V.). A thermodynamic theory of gadolinium molybdate (Théorie thermodynamique du molybdate de gadolinium).Phys. Stat. Sol. R. D. A. (août 1971), 46 (b), n∘ 2, pp. 763–772.

    Article  Google Scholar 

  50. Levanyuk (A. P.),Sannikov (D. G.). Phenomenological theory of the ferroelectric phase transition in gadolinium molybdate (Théorie phénoménologique de la transition de phase du molybdate de gadolinium).Fiz. Tverd. Tela, U. R. S. S. (oct. 1970),12, n∘ 10, pp. 2997–3000.(Sov. Phys. Solid. State, U. S. A. (avr. 1971),12, n∘ 10, pp. 2418–2421).

    Google Scholar 

  51. Kobayashi (J.),Enomoto (Y.),Sato (Y.). A phenomenological theory of dielectric and mechanical properties of improper ferroelectric crystals (Théorie phénoménologique des propriétés diélectriques et mécaniques des cristaux ferroélectriques impropres).Phys. Stat. Sol., R. D. A. (mars 1972),50 (b), n∘ 1, pp. 335–343.

    Article  Google Scholar 

  52. Aizu (K.). General considerations of ferroelectrics and ferroelastics such that the electric susceptibility or elastic compliance is temperature independent in the prototypic phase (Théorie générale des ferroélectriques et ferroélastiques dont la susceptibilité diélectrique ou la compliance élastique est indépendante de la température dans la phase prototype).J. Phys. Soc. Jap. (sept. 1972),33, n∘ 3, pp. 629–634.

    Article  Google Scholar 

  53. Gufan (Yu M.),Sakhnenko (V.P.). Theory of phase transitions in boracites (Théorie des transitions de phases dans les boracites).Fiz. Tverd. Tela, U. R. S. S. (juil. 1972),14, n∘ 7, pp. 1915–1922.(Sov. Phys. Solid State, U. S. A. (janv. 1973),14, n∘ 7, pp. 1660–1667).

    Google Scholar 

  54. Cochran (W.). Crystal stability and the theory of ferroelectricity (Stabilité cristalline et théorie de la ferroélectricité),Phys. Rev. Letters, U. S. A. (nov. 1959),3, n∘ 9, pp. 412–414.

    Article  Google Scholar 

  55. Höchli (U. T.). Elastic constants and soft optical modes in gadolinium molybdate (Constantes élastiques et modes optiques mous dans le molybdate de gadolinium).Phys. Rev., U. S. A. (sept. 1972),B 6, n∘ 5, pp. 1814–1823.

    Article  Google Scholar 

  56. Brody (E. M.),Cummins (H. Z.). Brillouin scattering study of the ferroelectric transition in KH2PO4 (Etude par diffusion Brillouin de la transition de phase ferroélectrique dans KH2PO4).Phys. Rev. Letters, U. S. A. (oct. 1968),21, n∘ 17, pp. 1263–1266.

    Article  Google Scholar 

  57. Busch (M.),Toledano (J. C.),Torres (J.). Brillouin scattering in the orthorhombic and tetragonal phases of godolinium molybdate (Diffusion Brillouin dans les phases orthorhombique et quadratique du molybdate de gadolinium).Optics Communic., Netherl (mars 1974),10, n∘ 3, pp. 273–276.

    Google Scholar 

  58. Hauret (G.),Taurel (L.). Etude de l’effet Brillouin dans le phosphate monoammonique.J. Phys., Fr. juil. 1970),31, n∘ 7, pp. 657–664.

    Article  Google Scholar 

  59. Scheiding (C.),Schmidt (G.),Kürsten (H. D.). Zu einigen Eigenschaften des polaren gadoliniummolybdats (Quelques propriétés du molybdate de godolinium polaire).Kristall und Technik, Dtsch (jan. 1973),8, n∘ 1–3, pp. 311–321.

    Article  Google Scholar 

  60. Lemanov (V.). Acoustooptical study of ferroelectric crystals (Etude acoustooptique des cristaux ferroélectriques). Résumés de la 3econférence internationale sur les ferroélectriques, Université d’Edimbourg (sep. 1973), 195 p.

  61. Rehwald (W.). Lattice softening and stiffening of single crystal niobum stannide at low temperatures (Ramollissement et durcissement du réseau cristallin dans des monocristaux de stannate de niobium à basse température).Phys. Letters, Netherl. (juil. 1968), 27 A, n∘ 5, pp. 287–288.

    Article  Google Scholar 

  62. Sandercock (J. R.). Acoustic mode anomalies in the Jahn-Teller phase transitions in DyVO4 and TbVO4 (Anomalies d’un mode acoustique dans les transitions de phases du type Jahn-Teller dans DyVO4 et TbVO4).Sol. State Communic., G. B. (sep. 1972),11, n∘ 5, pp. 729–731.

    Article  Google Scholar 

  63. Haussühl (S.). Anomalous thermoelastic behaviour of cubic potassium cyanide (Comportement thermoélastique anormal du cyanure de potassium cubique).Sol. State Communic., G. B. (août 1973),13, n∘ 2, pp. 147–151.

    Article  Google Scholar 

  64. Dvorak (V.). On the phase transitions in KH2PO4 and the role of the depolarizing energy in it (La transition de phase de KH4PO2 et le rôle de l’énergie dépolarisante).J. Phys. Soc. Jap. 1970,28, supplément, pp. 252–254.

    Article  Google Scholar 

  65. Shirane (G.),Axe (J. D.). Neutron scattering study of the lattice dynamical phase transition in Nb3Sn (Etude par diffraction des neutrons de la transition de phase liée à une instabilité du réseau dans Nb3Sn).Phys. Rev., U. S. A. (nov. 1971),B 4, n∘ 9, pp. 2657–2692.

    Google Scholar 

  66. Slonczewski (J. C.),Thomas (H.). Interaction of elastic strain with the structural transition of strontium titanate (Interaction de la déformation élastique avec la transition structurale du titanate de strontium).Phys. Rev., U. S. A. (mai 1970),Z1, n∘ 9, pp. 3599–3608.

    Article  Google Scholar 

  67. Rollet (A. P.), Bouaziz (R.). L’analyse thermique. tome 1,Gauthier-Villars, Fr. (1972), 357 p.

  68. Cummins (S. E.). Electrical, optical and mechanical behaviour of ferroelectric Gd2(MoO4)3 (Comportement électrique, optique et mécanique de Gd2 (MoO4)3 ferroélectrique).Ferroelectrics, G. B. (jan. 1970),1, n∘ 1, pp. 11–17.

    Article  MathSciNet  Google Scholar 

  69. Legrand (J. F.). Mise en évidence d’un nouveau composé ferroélectrique-ferroélastique: le tanane. Thèse de 3e cycle,Université de Grenoble (1973), 101 p.

  70. Kumada (A.). Optical properties of gadolinium molybdate and their device applications (Propriétés optiques du molybdate de gadolinium et leurs applications dans la réalisation de dispositifs).Ferroelectrics, G. B. (jan. 1973),3, n∘ 2–4, pp. 115–123.

    Google Scholar 

  71. Anderson (L. K.). Ferroelectrics in optical memories and displays: a critical appraisal (Les ferroélectriques dans les mémoires optiques et la visualisation: un éloge critique).Ferroelectrics, G. B. (jan. 1972),3, n∘ 2–4, pp. 69–79.

    Article  Google Scholar 

  72. Cummins (S. E.),Luke (T. E.). Efficient white-light reading of domain patterns in bismuth titanate (Lecture efficace au moyen de lumière blanche de de la configuration en domaines dans le titanate de bismuth).Ferroelectrics, G. B. (jan. 1972),3, n∘ 2–4, pp. 125–130.

    Article  Google Scholar 

  73. Dorrian (J. F.),Newnham (R. E.),Smith (K. D.),Kay (M. I.). Crystal structure of Bi4Ti3O12 (Structure cristalline de Bi4Ti3O12),Ferroelectrics, G. B. (sep. 1971),3, n∘ 1, pp. 17–27.

    Google Scholar 

  74. Schmid (H.). Trigonal boracites. A new type of ferroelectric and ferromagnetoelectric that allows no 180° electric polarization reversal (Les boracites trigonales, un nouveau type de ferroelectriques et de ferromagnétoélectriques dans lesquels on ne peut produire de renversement de la polarisation),Phys. Stat. Sol., R. D. A. (mai 1970),37, n∘ 1, pp. 209–223.

    Article  Google Scholar 

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  1. département recherche fondamentale orientée, CNET-Bagneux, groupement physique électronique et composants, France

    Jean-Claude Toledano

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Toledano, JC. La ferroélasticité. Ann. Télécommun. 29, 249–270 (1974). https://doi.org/10.1007/BF02996935

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