We review the characteristic features of the two main categories of structural phase transitions (displacive and order/disorder), with respect to static properties (order parameter) as well as dynamical aspects (critical fluctuations). We describe of few examples of displacive transitions (ferroelectric and antiferrodistortive transitions in perovskites, incommensurate phases in dielectrics, low-D metals and molecular crystals), with emphasis on the dynamical aspects (soft mode, central peak)

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... d on the relevant experimental techniques, inelastic neutron scattering in particular. Résumé. On rappelle les caractéristiques principales des deux catégories de transitions de phase structurales (displacives et ordre/désordre), du point de vue des propriétés statiques (paramètre d'ordre) et dynamiques (fluctuations critiques). On décrit quelques exemples de transitions displacives (transitions ferroélectrique et antiferrodistortive dans les pérovskites, phases incommensurables dans les diélectriques, les métaux de basse dimensionnalité et les cristaux moléculaires), en mettant l'accent sur les aspects dynamiques (mode mou, pic central) et sur les techniques expérimentales qui permettent leur étude, la diffusion inélastique des neutrons, notamment. de transition T c , et qui réduit la symétrie de la phase HT. Certains éléments de symétrie vont disparaître, ceux qui subsistent constituant le groupe d'espace de la phase BT. Cette quantité mesurable, on va l'appeler le paramètre d'ordre (PO) de la transition et suivant la nature physique de ce PO on va distinguer deux grandes catégories de transitions structurales, les transitions du type ordre/désordre (O/D) et les transitions du type displacif. Les transitions displacives sont caractérisées soit par des déformations de la maille cristalline, on les appelle alors transitions ferroélastiques, soit par des déplacements atomiques au sein de la maille avec, dans un cas comme dans l'autre, une brisure de symétrie. La Fig. 1 (a) montre l'exemple d'un cristal cubique de structure CsCl avec des atomes de type A aux coins du cube élémentaire et un atome de type B au centre avec, en dessous de T c , un déplacement du sous-réseau B par rapport au sous-réseau A. This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution-Noncommercial License 3.0, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any noncommercial medium, provided the original work is properly cited. Le paramètre d'ordre dans ce cas, sera la moyenne statistique des déplacements atomiques : moyennés dans le temps, puisque les atomes vibrent et on parle ici, de positions atomiques moyennes, et moyennés sur les mailles. Le PO, , est a priori une fonction de la température. C'est clair dans le cas d'une transition continue, puisque doit être nul à T c et croître continûment en dessous de T c . C'est vrai également pour les transitions faiblement discontinues. On peut aussi avoir des déplacements alternés de maille à maille (cf. Fig. 1(b) ) et, dans ce cas, le PO sera défini comme la moyenne des déplacements atomiques dans les mailles impaires moins la moyenne des déplacements dans les mailles paires. On aura un doublement du paramètre de maille dans la direction d'alternance des déplacements atomiques et par conséquent de nouvelles raies de Bragg -les raies de surstructure -vont apparaître en dessous de T c , dont l'intensité va croître approximativement comme le carré des déplacements atomiques, i.e. le carré du PO. Dans un cas comme dans l'autre on aura des domaines, i.e. des variétés différentes de la même phase BT (6 domaines dans les 2 cas ci-dessus), le nombre de domaines étant directement relié au nombre d'éléments de symétrie perdus. En général il y a plusieurs quantités qui apparaissent simultanément à T c et, parmi elles, on identifie le 'vrai' PO, ou PO principal, comme étant celui qui brise à lui tout seul le plus d'éléments de symétrie. Par exemple, dans les 2 cas « ferro » ( Fig. 1(a) ) et « antiferro » (Fig. 1(b) ), il va apparaître une déformation tétragonale de la maille. La symétrie cubique étant brisée par les déplacements atomiques dans la direction z, la maille cristalline va relaxer, et il n'y a pas de raison physique pour que le paramètre de maille dans cette direction reste le même que le paramètre dans les 2 autres directions -ou égal exactement au double. Dans le cas ferro, les déplacements font perdre, entre autres, les plans miroirs perpendiculaires à z et réduisent le groupe ponctuel de m3m (T > T c ) à 4/mm (T < T c ), tandis qu'une simple déformation tétragonale de la maille, sans déplacement relatif des sous-réseaux, conserverait ces plans miroirs et conduirait à un groupe ponctuel tétragonal plus élevé, 4/mmm. La déformation tétragonale ne fait donc pas partie du PO principal. Dans le cas antiferro, les déplacements alternés conservent une partie des plans miroirs perpendiculaires à la direction z (ceux qui contiennent les atomes de type A), et le groupe ponctuel est donc 4/mmm, le même que dans le cas d'une simple déformation tétragonale. Mais les déplacements alternés, en plus, doublent la maille, i.e. qu'ils brisent une symétrie translationnelle, ce qui évidemment n'est pas le cas de la déformation tétragonale. Dans les 2 cas, la déformation tétragonale apparaît donc comme un PO secondaire, induit par le PO principal. L'autre catégorie de transitions de phase structurales est constituée par les transitions de type ordre/désordre. On prendra ici l'exemple des halogénures d'ammonium, qui sont parmi les premiers