Thermal expansion of organic superconductor α-(BEDT-TTF)₂ NH₄Hg(SCN)₄

Abstract

The temperature dependence of the linear thermal expansion coefficients (LTEC) of a single crystal of α-(BEDT-TTF)₂NH₄Hg(SCN)₄ where BEDT-TTF is bis(ethylenedithio)tetrathiafulvalene was studied by the method of precision capacitive dilatometry in the temperature range 2–250 K along the crystallographic direction b (perpendicular to the crystal layers). Negative values of LTEC were found below 4 K. Probably it is due to charge fluctuations as the temperature approaches the temperature of transition to the superconducting state Tc. It has been suggested that the bends on temperature dependence of LTEC observed in the temperature range 25–45 K are related to order-disorder arrangement of NH₄⁺ ions. Weak maximum of the LTEC, detected at a temperature of about 200–220 K, can be caused by the processes of charge redistribution and the associated intermolecular interaction fluctuations.

Методом прецизійної ємнісної дилатометрії в температурному інтервалі 2–250 К досліджено температурну залежність коефіцієнтів лінійного теплового розширення (КЛТР) монокристала α-(BEDT-TTF)₂NH₄Hg(SCN)₄, де BEDT-TTF — біс(етілендітіо)тетратіафульвален, уздовж кристалографічного напрямку b (перпендикулярно до шарів кристалу). Нижче 4 К виявлено від'ємні значення КЛТР, ймовірно, обумовлені флуктуаціями заряду при наближенні температури вимірювань до температури переходу в надпровідний стан Тс. Висловлено припущення, що перегини температурної залежності КЛТР, які спостерігаються в температурному інтервалі 25–45 К, пов'язані з процесами упорядкування-розупорядкування NH₄⁺ іонів. Пагорбоподібна аномалія КЛТР, яка виявлена при температурі близько 200–220 К, може бути викликана процесами перерозподілу заряду та пов'язаними з ними флуктуаціями міжмолекулярної взаємодії.

Методом прецизионной емкостной дилатометрии в температурном интервале 2–250 К исследована температурная зависимость коэффициентов линейного теплового расширения (КЛТР) монокристалла α-(BEDT-TTF)₂NH₄Hg(SCN)₄, где BEDT-TTF — бис(этилендитио)тетратиафульвален, вдоль кристаллографического направления b (перпендикулярно слоям кристалла). Ниже 4 К обнаружены отрицательные значения КЛТР, вероятно, обусловленные флуктуациями заряда при приближении температуры измерений к температуре перехода в сверхпроводящее состояние Тс. Высказано предположение, что наблюдаемые в температурном интервале 25–45 К перегибы температурной зависимости КЛТР связаны с процессами упорядочения-разупорядочения NH₄⁺ ионов. Холмообразная аномалия КЛТР, обнаруженная при температуре около 200– 220 К, может быть вызвана процессами перераспределения заряда и связанными с ними флуктуациями межмолекулярного взаимодействия.