TRANSITION DE PHASE DANS LES COMPOSÉS CuS2 ET CuSe2 A STRUCTURE PYRITE

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Submitted on 1 Jan 1976

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TRANSITION DE PHASE DANS LES COMPOSÉS

CuS2 ET CuSe2 A STRUCTURE PYRITE

P. Panissod, G. Krill, M. Lapierre, M. Nassr Eddine

To cite this version:

JOURNAL DE PHYSIQUE Colloque C4, supplkment au no 10, Tome 37, Octobre 1976, page C4-109

TRANSITION DE PHASE DANS LES COMPOSES CuS2 ET CuSe2

A

STRUCTURE PYRITE

(*)

P. PANISSOD, G. KRILL et M. F. LAPIERRE,

Laboratoire de Structure Electronique des Solides ("*), 4, rue Blaise Pascal, 67000 Strasbourg, France et M. NASSR EDDINE

Laboratoire de Rayons X, B. P. 166,38042 Grenoble-cedex, France

R&um6. - CuS2 et CuSez sont tous deux des compods metalliques (supraconducteurs au-des- sous de Tsc 2: 2 K [l]. Synthetises sous haute-pression, ils cristallisent dans la structure pyrite (Pas). Dans le cas de CuS2, nous avons mis en evidence une transition du second ordre a TQ = 160 K caractQis6e par :

(1) une forte augmentation de la largeur de raie RMN du cuivre, (2) une d6croissance de la susceptibilite magnktique,

(3) un changement de pente de la rksistivite et du parametre en fonction de la temperature. Nous attribuons ces anomalies, analogues

A celles observees dans les dichalcog6nures lamellaires C21

(NbSe2, TaSz, TaSez), a l'existence d'ondes de densite de charges ; une transition structurale a d'ailleurs et6 mise en evidence pour T < TQ [3].

Nous avons bgalement observe une transition du premier ordre 9. TR = 47 K, celle-ci est carac-

terisk par un saut du paramhtre cristallin (Aa = 0.001 2 8) et un pic de la susceptibilitk.

Dans le cas des composes CuSez nous avons mis en evidence des effets importants associes

a

la presence de lacunes dont la concentration peut Stre modifike en changeant les conditions de synthirse sous pression. Les composes fortement lacunaires presentent en dessous de 31 K les propriktks d'un ferromagnetique faible. Cette transition magnktique s'accompagne d'une diminution de l'intensiti: des raies RMN du cuivre et du selenium qui peut s'interpreter dans un modkle ph6nomknologique d'environnement local.

Abstract. - CuSz and CuSez both are metallic compounds (superconductors below Tse N 2 K) [l]. They crystallize (under high pressure) in the Pas pyrite structure.

The occurence of a charge density wave in CuS2 is suggested from the results of our experimental study : a second order transition occurs at TQ = 160 K which is characterized by a strong increase of the Cu NMR line width an a decrease of the bulk susceptibility ; changes in the slopes da/dT (lattice parameter) and dp/dT (electrical resistivity) are also observed at this temperature. These effects have already been observed in layered dichalcogenides (NbSez, TaSz, TaSez) and are attri- buted to a C. D. W. [2] ; this is in agreement with the observation by electron-microscopy of struc- tural transition in CuS2 below TQ 131. A first order transition is also observed at TR = 47 K as indi- cated by a jump of the lattice parameter (Aa = 0.001 2A) and a peak of the bulk susceptibility. In CuSez compounds strong effects associated with the presence of vacancies, are observed : stoichiometric compounds can be synthetized with various vacancies concentrations according to the temperature at which the high pressure synthesis is performed. Compounds presenting a high vacancies concentration exhibit a magnetic transition : below Tc = 31 K a weak magnetic moment is detected by magnetization measurements ; the temperature dependence of magnetization suggests the occurence of a weak ferromagnetic ordered state. The occurence of magnetism below Tc induces a decrease of the Cu and Se NMR line intensity ; the strength of this NMR wipe out is related to the vacancies concentration in a simple phenomenological model of local environment.

[l] For a review see :

WILSON. J. A.. and YOFEE. A. D.. Adv. Phvs. 18 (1969) 193, [2] WILSON; J. A.; DI SALVO,'F. J. and M A H ~ A N , S , A&. Phys.

24 (1975) 117.

[3] VANDER~HAEVE, G . et BCAIG, B., Mater. Res. Bull. 11 (1976)

483.

(*) Ce travail a Bte publie dans J. Phys. C. 9 (1976) 1521. (**) E. R. A. no 100.