Numéro
J. Phys. France
Volume 46, Numéro 5, mai 1985
Page(s) 799 - 805
DOI https://doi.org/10.1051/jphys:01985004605079900
J. Phys. France 46, 799-805 (1985)
DOI: 10.1051/jphys:01985004605079900

Irradiation effects on the plasma edge of organic conductors based on TMTSF

L. Zuppiroli1, C.S. Jacobsen2 et K. Bechgaard3

1  Section d'Etude des Solides Irradiés, Centre d'Etudes Nucléaires, B.P. 6, 92260 Fontenay-aux-Roses, France
2  The Technical University of Denmark, Building 309 C, DK 2800 Lyngby, Denmark
3  H.C. Oersted Institute, Universitetsparken 5, DK-2100 Copenhagen, Denmark


Abstract
The reflectance of 17 irradiated single crystals of (TMTSF)2PF 6, (TMTSF)2AsF6 and (TMTSF) (DMTCNQ) have been measured at room temperature in the frequency range 5 000 to 12 000 cm -1 corresponding to the metallic plasma edge. The reflectance curves have been satisfactorily fitted to a Drude model in order to measure the influence of radiation induced defects on the plasma frequency and the optical relaxation rate. At concentration levels of the order of a few mole % of defects, where the room temperature dc resistivity is known to increase exponentially with dose by an order of magnitude for each new percent of defects, the optical relaxation rate was found to increase linearly with the concentration, with a slope of the order of a few 15-50 % per percent defect The plasma frequency was observed to decrease at a rate of about 5 % per percent defect. This effect, corresponding to a decrease of the number of carriers, is explained by secondary effects related to defects, the principal of which is the change in lattice parameters due to irradiation.


Résumé
Nous présentons des mesures de réflectivité effectuées, à température ordinaire, sur 17 monocristaux irradiés de (TMTSF)2PF6, (TMTSF) 2AsF6 et (TMTSF) (DMTCNQ). Le domaine de fréquences couvert par ces mesures va de 5 000 a 12 000 cm-1. C'est le proche infrarouge, où l'on trouve habituellement la fréquence de plasma ωP des métaux organiques. Un modèle de Drude reproduisant très convenablement les courbes expérimentales, nous avons pu mesurer l'influence des défauts d'irradiation sur la fréquence de plasma ωp ainsi que sur le taux de relaxation optique γ. Pour des niveaux de concentration en défauts de l'ordre de quelques pour cent, alors que la résistivité à fréquence nulle augmente exponentiellement d'un ordre de grandeur par pour cent de défauts, le taux de relaxation optique augmente linéairement avec la concentration de 15 à 50 % par pour cent de défauts. La fréquence de plasma diminue de 5 % par pour cent de défauts. Cet effet, correspondant à une diminution du nombre de porteurs est dû à des effets secondaires des défauts d'irradiation dont le plus important est l'augmentation des paramètres cristallins.

PACS
6166H - Organic compounds.
6180C - X-ray effects.
6180F - Electron and positron radiation effects.
7215N - Collective modes (e.g., in one-dimensional conductors).

Key words
crystal defects -- electron beam effects -- infrared spectra of organic molecules and substances -- lattice constants -- one dimensional conductivity -- organic compounds -- solid state plasma -- X ray effects