In situ TEM studies of para—ferro phase transitions in NaNbO3

Abstract

It is found from TEM observations in NaNbO3 crystals that the phase transition series from the P phase is P—R1—R2—S and that one, related to the Q phase is Q—Q1—Q2—S. It is shown that the R phase is composed of two subphases R1 and R2. The main difference between R1 and R2 is that the η values corresponding to these two phases in the superlattice spots [1/2, 1/2 ± η1/2, 0]* are 1/4 and 1/6, respectively. But the η values in the superlattice spots [1/2 ± η 1/2, 0]* corresponding to the Q1 and Q2 phases are 0 and 1/3, respectively. The main soft mode of the transition from phase S to R2 is determined as the zone boundary transverse optical mode Σ2 with wave vector q equal to [1/2, ξ, 0]*. The appearance of a superlattice spot at [1/2, 1/2, 0]* shows that the mode characterizing the tilt of octahedra is also softened due to mode—mode coupling. Aus TEM-Beobachtungen in NaNbO3-Kristallen wird gefunden, daß die Phasenübergangsserien von der P-Phase P—R1—R2—S sind und daß Q—Q1—Q2—S mit der Q-Phase verknüpft ist. Es wird gezeigt, daß die R-Phase aus zwei Subphasen R1 und R2 zusammengesetzt ist. Die Hauptdifferenz zwischen R1 und R2 ist, daß die η-Werte entsprechend diesen beiden Phasen in den Supergitterreflexen [1/2, 1/2 ± η, 0]* 1/4 bzw. 1/6 betragen. Jedoch sind die η-Werte in den Supergitterreflexen [1/2 ± η, 1/2, 0]* entsprechend der Q1- und Q2-Phase 0 bzw. 1/3. Die Haupt-Softmode des Übergangs von Phase S zu R2 wird als transversale optische Zonengrenzenmode ∑2 mit Wellenvektor q gleich [1/2, ξ, 0]* bestimmt. Das Auftreten eines Supergitterreflexes bei [1/2, 1/2, 0]* zeigt, daß die Mode, die die Oktaederkippung charakterisiert, infolge Moden—Moden-Kopplung erreicht wird.