J. Phys. France 49, 1925-1931 (1988)
DOI: 10.1051/jphys:0198800490110192500

X-ray scattering evidence for dimerization (4 kF) and spin-Peierls distortion (2 kF) in silver salts of dicyanoquinodiimine (2,5 MR-DCNQI )2 Ag (R = CH3, Cl or Br, M = CH3)

R. Moret¹, P. Erk², S. Hünig² et J.U. Von Schütz<sup>3

1</sup>  Laboratoire de Physique des Solides, UA2, Université Paris-Sud, 91405 Orsay, France
²  Institut für Organische Chemie, Universität Würzburg Am Hubland, 8700 Würzburg, F.R.G.
³  Physikalisches Institut, Universität Stuttgart, Pfaffenwaldring 57, 7000 Stuttgart, 80 F.R.G.

Abstract
We have studied the structural instabilities of 2,5 (MR-DCNQI )2Ag (R = CH3, Cl or Br, M = CH3) using low-temperature X-ray diffuse scattering and diffraction techniques. In (DM-DCNQI)2Ag (DM = dimethyl) we observe quasi-1D 4 kF diffuse scattering at room temperature which transforms into satellite reflections at q4kF = (0, 0, 1/2) below T4 kF ≈100 K. A second transition with limited quasi-1D precursor scattering occurs at T 2 kF ≈ 83 K with satellite reflections at q 2 k F = (0, 0, 1/4). In relation with the transport and magnetic properties it is suggested that the upper transition localizes the charge carriers while the lower one leads to a spin-Peierls ground state. In (MCI-DCNQI )2Ag and (MBr-DCNQI )2Ag the quasi-1D 4 kF and 2 kF diffuse scatterings do not condense and there is no transition, probably because of the inherent disorder caused by the MC1 and MBr substituents. Supplementary diffuse scattering features and irradiation effects are also reported.

Résumé
Nous présentons une étude, par diffraction et diffusion des rayons X à basse température, des instabilités structurales de (2,5 MR-DCNQI ) 2 Ag (R = CH3, Cl ou Br, M = CH3). Pour (DM-DCNQI) 2Ag (DM = diméthyl) on observe une diffusion diffuse quasi-1D à 4 k F dès la température ambiante. Elle donne naissance à des satellites à q4kF = (0, 0, 1/2) en dessous de T4kF = 100 K. Une deuxième transition avec de faibles effets précurseurs quasi-1D intervient à T2kF = 83 K avec des réflexions satellites à q2 kF = (0, 0, 1/4). En liaison avec les propriétés électriques et magnétiques de ce composé, on suggère que la 1re transition localise les porteurs alors que la 2e conduit à un état fondamental de type spin-Peierls. Pour (MC1-DCNQI )2Ag et (MBr-DCNQI )2Ag les diffusions à 4 kF et 2 kF ne se condensent pas et il n'y a pas de transition. Ceci est dû vraisemblablement au désordre inhérent aux substituents MC1 et MBr. Des effets supplémentaires de diffusion diffuse sont aussi présentés.

PACS
6166H - Organic compounds.
6470K - Solid-solid transitions.
6150K - Crystallographic aspects of phase transformations; pressure effects.

Key words
crystal atomic structure of organic compounds -- one dimensional conductivity -- organic compounds -- Peierls instability -- silver compounds -- solid state phase transformations -- X ray diffraction examination of materials