Numéro
J. Phys. France
Volume 50, Numéro 18, septembre 1989
Page(s) 2727 - 2739
DOI https://doi.org/10.1051/jphys:0198900500180272700
J. Phys. France 50, 2727-2739 (1989)
DOI: 10.1051/jphys:0198900500180272700

The ubiquity of the new organic conductor ditetramethyldithiadiselenafulvalene-hexafluorophosphate (TMDTDSF )2PF6

P. Auban1, D. Jérome1, K. Lerstrup2, I. Johannsen2, M. Jorgensen2 et K. Bechgaard2

1  Laboratoire de Physique des Solides (associé au CNRS), Université Paris Sud, 91405 Orsay, France
2  H. C. Oersted Institute, Universitetsparken 5, DK 2100 Copenhagen, Denmark


Abstract
Preparation, magnetic and transport properties under pressure of an organic conductor based on the new molecule di-tetramethyldithiadiselenafulvalene (TMDTDSF )2PF6 are reported. This compound is isostructural to the (TMTTF-TMTSF )2X series. At ambient pressure, Coulomb induced localization is observed below 180 K. Spin-Peierls ordering occurs at 20 K and a spin density wave state is stabilized below 7 K. The onset of an antiferromagnetic state has been conclusively established by the vanishing of the ESR spectrum at the Zeeman frequency (X-band) and the concomitant occurrence of a new resonance line at a resonance field (Hr ~ 5 kOe) far above the Zeeman field (g = 2) and whose angular dependence provides the signature for antiferromagnetic resonance. Both charge localization and spin-Peierls states are suppressed under pressure. Above 20 kbar, in spite of the stabilization of the conducting state (metallic-like) at low temperatures no superconductivity can be observed down to 0.56 K. This feature could be related to the existence of structural disorder or to the weakness of the interchain coupling in the title compound. (TMDTDSF)2PF6 can be considered as a prototype material for the study of the instabilities occurring in a quasi 1-D electron gas at low temperatures via an adequate adjustment of the pressure.


Résumé
Nous présentons une méthode de préparation et les résultats d'une étude des propriétés de transport sous haute pression du matériau (TMDTDSF ) 2PF6 élaboré à partir de la nouvelle molécule di-tétraméthyldithiadisélénafulvalène. Le composé est isostructural à la série (TMTTF-TMTSF )2X. Une localisation induite par les interactions coulombiennes est observée au-dessous de 180 K sous pression atmosphérique. Un ordre à longue portée de type spin-Peierls et un état à ondes de densité de spins sont observés à 20 et 7 K respectivement. L'existence d'un état antiferromagnétique est bien établie par la disparition de la résonance électronique du mode Zeeman et l'apparition simultanée d'un nouveau mode à un champ de résonance (Hr ~ 5 kOe) largement supérieur au champ de résonance Zeeman. La dépendence angulaire de ce nouveau mode est la signature d'une résonance antiferromagnétique. On peut considérer (TMDTDSF )2PF6 comme un matériau prototype pour l'étude des différentes instabilités de basse température d'un gaz électronique quasi 1-D en fonction de la pression. Les effets de localisation et l'instabilité spin-Peierls sont supprimés sous pression. Au-delà de 20 kbar, un état à conduction de type métallique est stable à basse température. Toutefois l'absence d'état supraconducteur au-dessus de 0,56 K pourrait être liée au désordre structural des empilements cationiques ou à la faiblesse du couplage interchaines.

PACS
7280L - Polymers; organic compounds (including organic semiconductors).
7210F - Scattering by point defects, dislocations, surfaces, and other imperfections (including Kondo effect).

Key words
antiferromagnetic properties of substances -- antiferromagnetic resonance -- electron gas -- high pressure effects in solids -- one dimensional conductivity -- organic compounds -- paramagnetic resonance -- Peierls instability -- spin density waves