Electric-Field-Induced Piezoelectricity of Some Pure and Doped Alkali Halides

Abstract

We show that the measurement of electric-field-induced piezoelectricity is a sensitive method to determine third-order derivatives of the thermodynamic potential functions with respect to electric field and mechanical stress in pure and doped alkali halide crystals. The method is equivalent to a determination of the stress derivatives of the dielectric constant and to a measurement of quadratic electrostriction. Experiments are performed on LiF, KCl, KBr, KCl-KBr mixtures, and RbCl : Ag þ . For the pure materials we can confirm most of the stress and electrostriction coefficients known from recent work. However, no indication is found of unusually large coefficients for KCl-KBr mixtures and for RbCl : Ag þ which have been reported in the literature.Wir zeigen, dass die Messung der durch ein ä ußeres elektrisches Feld induzierten Piezoelektrizitä t eine empfindliche Methode darstellt, um dritte Ableitungen der thermodynamischen Potentiale nach dem elektrischen Feld und der mechanischen Spannung von reinen und dotierten Alkalihalogenidkristallen zu bestimmen. Die Methode ist ä quivalent zur Ermittlung der Druckkoeffizienten der Dielektrizitä tskonstante und zu einer Messung der quadratisch vom Feld abhä ngenden Elektrostriktion. Es werden Experimente an LiF, KCl, KBr, KCl-KBr Mischungen und RbCl : Ag þ durchgefü hrt. Im Falle der reinen Materialien kö nnen wir die aus neueren Arbeiten bekannten Koeffizienten der Druckabhä ngigkeit und der Elektrostriktion im Wesentlichen bestä tigen. Jedoch finden sich keine Anzeichen von anomal großen Koeffizienten bei KCl-KBr Mischungen und bei RbCl : Ag þ , ü ber die in der Literatur berichtet wurde.