Étude par diffraction des rayons X de l'onde de densité de charge dans les bronzes bleus de molybdène A₀. ₃ MoO₃ (A=K, Rb, T1)

X-ray diffraction study of the charge density wave in the molybdenum blue bronzes A₀. ₃ MoO₃ (A=K, Rb, T1)

• Auteur / Autrice : Sylvie Girault
• Direction : Robert Comes
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences physiques
• Date : Soutenance en 1987
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Rayons X -- Diffraction

Ondes de densité de charge

Conducteurs unidimensionnels

Mots clés libres

Bronzes de Molybdène

Bronzes bleus

Résumé

Le bronze bleu de molybdène, de formule générale A0. 3 MoO3, où A est un monovalent, présente vers 180K une instabilité de Peierls avec formation d'une onde de densité de charge et d'une distorsion structurale. D'un point de vue du transport électronique, cette instabilité se manifeste par une transition métal-semiconducteur. Dans la phase basse température, en utilisant la méthode de diffraction des rayons X, nous avons réalisé un affinement structural de l'intensité des satellites qui nous a permis de caractériser le mode de distorsion des octaèdres Mo06. Au voisinage de la transition, nous avons analysé le profil de l'intensité des réflexions satellites et diffusions diffuses afin de déterminer les exposants critiques relatifs au paramètre d'ordre, aux longueurs de corrélations et à la susceptibilité. Ceux-ci sont compatibles avec un modèle d=3 n=2, d et n étant respectivement les dimensions du système et du paramètre d'ordre. Dans la phase haute température, nous avons utilisé la technique de diffusion diffuse et montré qu'au-delà du domaine de fluctuations critiques tridimensionnelles, il existe un régime bidimensionnel, ce dernier subsistant jusqu'à la température ambiante. Parallèlement à ce travail, nous avons synthétisé des échantillons dopés au vanadium, puis réalisé un affinement structural afin de localiser les impuretés. Nous montrons que le vanadium est essentiellement localisé sur le site Mo(2). Nous avons effectué des mesures de diffraction et de conductivité sur ce même composé qui révèlent d'une part la suppression de l'ordre à grande distance à basse température, et d'autre part un état semi-conducteur qui subsiste jusqu'à 300K.

The molybdenum blue bronze A0. 3 Mo03, where A is a monovalent atom, presents a Peierls instability around 180K with the simultaneous formation of a charge density wave and a structural distortion, while the electronic transport measurements show a metal to semiconductor transition. At low temperature, about 13K, we have collected a large number of satellites and adjusted their integrated intensities to a model of structure factors including displacive sine wave modulation. The best structural refinement shows a distortion of the Mo06 octahedron, basically along the (102) direction. In the vicinity of the transition temperature, we analysed the intensity and the profile of the satellites and determined the critical exponents. Our results indicates the existence of a 3D regime of critical fluctuations, compatible with an order parameter dimension n=2. In the high temperature phase, we studied the temperature evolution of the critical fluctuations using diffuse scattering measurements. We have observed a crossover temperature of about 200K above which the critical fluctuations become quasi-two-dimensional up to about 300K. Moreover, we have synthetized vanadium-doped samples and realized a structural refinement of these compounds. We have shown that the V impurities are localized on a particular molybdenum site Mo (2). Using X-ray and conductivity measurements, we observed that the long range order associated with the charge density wave formation at low temperature is destroyed and that the system remains semiconducting over all the temperature range (13K, 300K).