Etude de la structure cristalline et du comportement dynamique dans les differentes phases du phosphate de thallium dihydrogene

Le phosphate dihydrogene de thallium (tdp) et sa forme deuteree (dtdp) appartiennent a la famille des composes ferroelectriques a liaisons hydrogene du type kdp. Les effets associes a la deuteration dans ces composes ont ete intensivement etudies ; neanmoins, la controverse entre les deux modeles les plus acceptes, tunnelling du proton et effet geometrique, continue. Notre etude structurale par diffraction de neutrons des phases de haute temperature et temperature ambiante dans les composes tdp et dtdp a montre que la mise en ordre graduelle des protons/deuterons induit deux sequences de phases differentes en descendant la temperature. Par consequent, les structures des phases a temperature ambiante ne sont pas isomorphes, comme cela avait ete suppose. C'est le premier cas dans la vaste famille de kdp ou la deuteration se traduit par l'apparition d'une sequence de phases differente de celle observee dans l'homologue hydrogene. L'etude par diffusion inelastique de neutrons dans la phase paraelectrique du compose dtdp a permis de montrer la dynamique de mise en ordre des atomes de deuterium, et l'existence d'un mode de reseau de basse frequence faiblement mou. Plus specifiquement, ces resultats indiquent que la transition antiferroelectrique dans dtdp resulte du couplage entre le mode diffusif et le mode de reseau. Dans le cas du compose tdp, en absence de mise en ordre d'un type d'atome d'hydrogene, la transition est associee a l'amollissement en centre de zone de brillouin du mode de basse frequence. Ceci, avec les resultats preliminaires d'une etude sous pression hydrostatique du diagramme de phases du compose dtdp suggere que les effets isotopiques observes dans le systeme tdp/dtdp seraient une consequence de l'allongement des distances oxygene-oxygene et hydrogene-hydrogene qui accompagne la deuteration. Et que par consequent l'origine de ces effets serait, principalement, geometrique.