Р. М. Власова, Б. В. Петров, В. Н. Семкин, “Оптические исследования межмолекулярных электронных взаимодействий и “свободных” носителей заряда в квазидвумерных органических проводниках и сверхпроводниках группы $\varkappa$-(BEDT–TTF)$_2$Cu[N(CN)$_2$]Br$_x$Cl$_{1-x}$”, Физика твердого тела, 2011, том 53, выпуск 9,страницы 1691

Эта публикация цитируется в 4 статьях

Сверхпроводимость

Оптические исследования межмолекулярных электронных взаимодействий и “свободных” носителей заряда в квазидвумерных органических проводниках и сверхпроводниках группы $\varkappa$-(BEDT–TTF)$_2$Cu[N(CN)$_2$]Br$_x$Cl$_{1-x}$

Р. М. Власова, Б. В. Петров, В. Н. Семкин

Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук, г. Санкт-Петербург

Аннотация: Проведен количественный анализ спектров отражения и спектров оптической проводимости кристаллов органических квазидвумерных проводников группы $\varkappa$-(BEDT–TTF)$_2$Cu[N(CN)$_2$]Br$_x$Cl$_{1-x}$ с $x$ = 0, 0.4, 0.73, 0.85 и 0.9 в спектральной области (6 meV–0.74 eV) при $T$ = 90–20 K на основе комбинированной полуэмпирической модели, включающей кластерную (тетрамерную) теорию для сильно коррелированных электронов, взаимодействующих с внутримолекулярными колебаниями, и теорию свободных электронов Друде, с целью изучения межмолекулярных электронных взаимодействий и их влияния на формирование основного состояния в этих кристаллах. Установлено, что параметры, характеризующие перенос заряда между молекулами в димерах и тетрамерах, и константы электронно-колебательного взаимодействия (ЭКВ) практически одинаковы для исследования соединений. Большая величина эффективного кулоновского отталкивания $U/t$ (1.3–1.5) свидетельствует о сильных электронных корреляциях как в соединениях с переходом металл/диэлектрик (М/Д) ($x$ = 0, 0.40), так и с переходом металл/сверхпроводник (М/СП) ($x$ = 0.85, 0.9). Сделан вывод о том, что при $x$ = 0 электронные корреляции способствуют антиферромагнитному упорядочению спинов и переходу М/Д, в то время как у сверхпроводников ($x$ = 0.85, 0.9) переход М/Д затруднен вследствие структурного беспорядка, обусловленного разной ориентацией концевых CH$_2$-групп молекулы BEDT–TTF. Показано, что квазисвободные носители заряда взаимодействуют с локализованными на кластерах электронами и не взаимодействуют с внутримолекулярными колебаниями. Отмечено, что сила осциллятора наблюдаемых электронных переходов в исходной металлической зоне ($N_{\mathrm{eff}}$ = 0.38–0.31 на димер) значительно меньше соответствующего значения для свободных (невзаимодействующих) носителей ($N$ = 1), что указывает на определяющую роль кулоновских корреляций и ЭКВ в кинетических явлениях в исследованных молекулярных проводниках и сверхпроводниках.

Поступила в редакцию: 10.03.2011