Propriétés électroniques des composés (TMTSF)₂X et de leurs alliages : rôle des anions sur l'état fondamental et le comportement de basse température

Electronic properties of (TMTSF)₂X compounds and allays : influence of anions on the ground state and the low temperature behaviour

• Auteur / Autrice : Sylvia Tomic
• Direction : Slaven Barišić
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences physiques
• Date : Soutenance en 1986
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Slaven Barišić

Mots clés

Mots clés contrôlés

Semiconducteurs organiques

Supraconductivité

Mots clés libres

Conducteur organique

Désordre non-magnétique

Résumé

Nous avons étudiés les modifications du gaz électronique à basse température et de l'état fondamental dans les conducteurs quasi-1d (mono-chaines) (TMTSF) 2 X induites par la présence d’anions (X) non-centrosymétriques. Les états fondamentaux peuvent être soit isolant (dûs à la formation d'une phase Onde de Densité de Spin ou à une mise en ordre des anions), soit supraconducteur ou même métallique. Notre étude a confirmé le rôle important de la pression dans l’établissement de l’état SC et a mis en évidence l’effet dominant des défauts du réseau non-magnétique sur la stabilité des phases SC et AF. La pression appliquée fournit les ingrédients nécessaires pour le couplage attractif et transforme l'ordre alterné des anions en un ordre uniforme compatible avec le comportement métallique et l'Etat SC. Néanmoins, dans les composés où un moment dipolaire est lié l'anion tétraédrique ou dans les alliages, un fort potentiel aléatoire le long des chaînes conductrices détruit rapidement l'état SC. De plus, l'ordre sur les chaînes des anions joue un rôle d terminant dans la compétition entre la phase AF et la phase SC: le désordre favorise la première, tandis que l'ordre uniforme est compatible avec la seconde. Nous discutons l'extrême sensibilité de la SC aux défauts non-magnétiques dans le cadre de deux modèles théoriques selon la nature de l'état SC: singulet ou triplet. Toutefois, la proximité des états AF et SC dans le diagramme de phase et une susceptibilité qui varie peu en température sont des effets plutôt compatibles avec un état SC de type triplet. Néanmoins, indépendamment de la nature de l'état SC, nous amenés à conclure qu'une approche à une particule est très restrictive et qu'une analyse tenant compte des effets coopératifs précurseurs est nécessaire pour comprendre les propriétés inhabituelles de l'état SC dans les composés (TMTSF)2 x et leurs alliages.

We have studied the modifications in the behaviour of the electron gas at low temperatures and the ground state of single-chain quasi-1d conductors (TMTSF)2X associated with the presence of non-centrosymmetric anions (X). The ground states can be either insulating (due to the formation of a spin density wave phase or ta the anion ordering), or superconducting, or even metallic. Our study confirms the important role of pressure in establishing the SC ground state and shows the dominant effect of non-magnetic impurities on the mutual stability of SC and AF phases. Applied pressure provides the conditions necessary for SC coupling and transforms staggered anion ordering into an uniform one compatible with the metallic behaviour and the SC ground state. However in those compounds with dipolar anions or in the alloys, the SC ground state is easily suppressed due to the strong random potential along the conducting chains which is created by the anions. Moreover, the degree of order on the anion chains plays a decisive role in the competition between the AF and SC phases: the disorder favours the former, while a uniform order is compatible with the latter. We discuss the extreme sensitivity of the superconductivity ta the presence of non-magnetic defects in the framework of two theoretical models depending on whether the SC ground state is singlet or triplet. However, the proximity of the AF and SC ground states in the phase diagram, as well as the fact that the magnetic susceptibility is almost temperature independent are somewhat more compatible with triplet pairing. Nevertheless, independently of the nature of the SC ground state we conclude that a one-particle approach is too restrictive and that an analysis taking into account cooperative precursor effects is necessary to understand the unusual properties of the SC ground state in the (TMTSF)2X compounds and their alloys.