FERROELECTRICITY IN BAAL2O4

Structural, ferroelectric, pyroelectric, and optical properties of ceramics and crystals of BaAl2O4 have been investigated. A refinement of the atomic positions has been carried out from the X-ray powder data. BaAl2O4 shows anomalous behavior of the dielectric and pyroelectric properties: the dielectric constant ε′r is very weak; its maximal value at Curie temperature for a crystal oriented along the hexagonal c-axis is about 15 and that of a ceramic of compactness 0.89 is around 7.5. The Curie-Weiss constant is relatively weak (C = 125). The behavior of the spontaneous polarization Ps is unexpected with respect to that of classical ferroelectric materials: Ps increases with decreasing temperature from Tc and decreases again after having reached a maximum at 200 K. A model based on ferrielectric behavior and supported by the Landau equation has been proposed. La structure et les propriétés ferroélectriques, pyroélectriques et optiques de céramiques et de cristaux du composé BaAl2O4 ont été étudiées. Un affinement des positions atomiques a été entrepris à partir du spectre de diffraction X sur poudre. BaAl2O4 présente un comportement anormal des propriétés diélectriques et pyroélectriques: la constante diélectrique ε′r est faible, sa valeur maximale à Tc est voisine de 15 pour les cristaux et de 7,5 pour des céramiques de compacité 0,89. La constante de Curie est aussi relativement faible (C = 125). Le comportement de la polarisation spontaneé Ps diffère de celui des matériaux ferroélectriques “classiques”: Ps augmente lorsque T décroît en-dessous de Tc pour atteindre un maximum à T = 200 K suivi d’une décroissance. Un modèle de comportement ferriélectrique s’appuyant sur la relation de Landau pourrait justifier les propriétés observées. © 1994 Academic Press, Inc.