hogeresymmetrieparentfase

Een hogere symmetrieparentfase is in de fasentheorie en kristallografie de referentiefase waarin de maximale symmetrie van het systeem aanwezig is. In deze fase wordt de structuur beschreven door een ruimtegroep met hoge orde. Bij faseovergangen kan die symmetrie afnemen, waardoor lagere-symmetriefasen ontstaan die als subgroepen van de oorspronkelijke groep kunnen worden opgevat. De hogere symmetrieparentfase dient als uitgangspunt voor het classificeren van latere fasen via groep-subgroepsrelaties en irreducible representaties.

In de Landau-theorie en in de groepentheorie wordt de ordeparameter gekozen die transformeert volgens een irreducibele representatie van de hoge symmetriegroep. Als deze ordeparameter een niet-nul waarde aanneemt, breekt de symmetrie en ontstaan fasen met lagere symmetrie die overeenkomen met subgroepen van de oorspronkelijke groep. Dit kader biedt inzicht in welke distorties mogelijk zijn en welke fysische eigenschappen daarbij horen, zoals polarisatie, ferroelectriciteit, magnetisme en elektronische ordening.

Voorbeelden: in veel perovskieten is de hoge fase kubisch Pm3m. BaTiO3 ondergaat bij afkoeling meerdere fasen: kubisch Pm3m naar tetragonaal P4mm, vervolgens orthorhombisch Amm2 en ten slotte rhomboëdrisch R3m. SrTiO3 kent ook een kubische ouderfase en gaat bij lage temperatuur naar een antiferro-structuur met I4/mcm. In magnetische systemen kan de hoge fase paramagnetie zijn; door spingordening breekt de symmetrie verder neer.

Het concept vergemakkelijkt het interpreteren van diffractiepatronen en het begrijpen van fasendiagrammen van materialen. Het blijft een model: echte overgangen kunnen first-order zijn, meerdere ordeningsparameters omvatten of tussenfasen bevatten die subgroepen zijn van meerdere oudergroepen.