Microwave Measurements of the Thermal Expansion of Organic Metals

Abstract

The thermal expansion of organic metals is measured by the Buravov-Shchegolev method (microwave cavity at 9.5 GHz). A relation is found between the frequency shift of the cavity and the length of the sample, independent of the skin depth in the sample. The linear thermal expansion coefficients "b are measured along the organic chains in charge transfer complexes (TTF-TCNQ, HXTTF-TCNQ) and ion radical salts (TMTTF,-I, TMTSeF,-ClO,, TTT,-I, and TSeT,-I). Organic metals with TTF and its selenium analog TSeF show large coefficients for bi-chain compounds (like TTF-TCNQ) as well as for monochain compounds (like TMTSeF,-ClO,). These metals are found to exhibit strong anharmonic effects leading to a T Z law for the electrical resistivity (Weger's model). On the contrary metals with TTT or TSeT have weak coefficients ab and their electric properties are more similar to those of inorganic metals (their resistivity follows a Bloch-Griineisen law with Q cc T ) .Nous ,utilisons la mBthode de Buravov et Shchegolev (perturbation d'une cavitB microonde 9,s GHz) adaptke B la mesure des dilatations thermiques de mBtaux organiques. Nous proposons une relation entre la frequence de resonance de la cavitB et la longueur de 1'Bchantillon en forme d'ellipsoide allongk, relation independante de la profondeur de pimetration de l'onde dans 1'Bchantillon. Nous avons mesure les coefficients de dilatation thermique linbaire ab paralklement aux chaines organiques dans les complexes B transfert de charges (C.T.C.) TTF-TCNQ, HNTTF-TCNQ et les sels d'ions radicaux (S.I. R.) TMTTF,-I, TMTSeF,CIO,, TTT,I, et TSeT,-I. Les mktaux B base de TTF ou de son homologue s6leniB presentent de forts coefficients de dilatation thermique aussi bien pour les composks bichaines (TTF-TCNQ, HNTTF-TCNQ) que pour les monochaines (TNTTF,-I, TMTSeF,-ClO,). Ces mdtaux prbsentent une forte anharmonicit6 conduisant B une loi en T 2 pour la resistivitk Blectrique (modele de Weger). Au contraire dans les mBtaux ZL base de TTT et TSeT, les faibles dilatations observQs montrent que les effects anharmoniques sont beeucoup moins importants et leur rksistivitB Blectrique se rapproche de la loi classique de BlochGruneisen ( Q oc T ) .