Dielectric behaviour of layered antiferroelectric squaric acid in the microwave region

Abstract

The complex dielectric constant ϵ = ϵ′– jϵ″ of single crystals of squaric acid C4H2O4(H2SQ) was examined at around 100 MHz and between 2 and 8 GHz as a function of temperature. In the GHz range the imaginary part ϵ″ can be well described by the beginning of a monodispersive relaxation, whose relaxation frequency slows down to about 55 GHz in the high temperature phase near Tc. The real part ϵ, however, shows marked deviations from the Debye formula. The results are discussed with respect to the dynamics of the sublattice polarizations related to antiferro-electricity in this substance. Im Bereich um 100 MHz und zwischen 2 und 8 GHz wurde die temperaturabhangige komplexe Dielektrizitatskonstante ϵ = ϵ′– jϵ″ von Quadratsaureeinkristallen C4H2O4(H2SQ) untersucht. Im GHz-Gebiet kann der Imaginarteil ϵ″ gut durch den Anfang einer monodispersiven Relaxation beschrieben werden, deren Relaxationsfrequenz auf etwa 55 GHz in der Hochtemperaturphase nahe Tc absinkt. Der Realteil dagegen zeigt deutliche Abweichungen vom Debye-Verhalten. Die Resultate werden im Zusammenhang mit der Dynamik der Untergitterpolarisationen diskutiert, die zur Antiferroelektrizitat in dieser Substanz beitragen.