Phases à structures cristallines de basse dimensionnalité : synthèse des cristaux NbTe₄ et TaTe₄

Institut de physique appliquée, École polytechnique fédérale, 1015 Lausanne, Suisse.

Résumé

Des monocristaux des composés NbTe₄ et TaTe₄ à structures cristallines quasi- uni-dimensionnelles sont préparés sous la forme d’aiguilles et sous la forme de prismes de dimensions caractéristiques de plusieurs millimètres. D’une part, les cristaux sont élaborés par réaction chimique réversible en phase gazeuse avec du chlore comme agent de transport. D’autre part, des cristaux aciculaires sont obtenus par cristallisation dans le tellure liquide. Les conditions variées de cristallisation qui ont été examinées ont relativement peu d’influence sur les propriétés physiques des cristaux.

Abstract

The NbTe₄ and TaTe₄ phases crystallize in quasi-one-dimensional structures. They are characterized by charge density wave states with an observed incommensurate-commensurate transition in the case of NbTe₄, only. Single crystals have been grown and large prismatic or small needle like samples have been obtained.

Reversible chemical transport reactions are used to grow samples from the gas phase. Chlorine introduced as an element or as TeCl₄ shows up to be a successful transport agent. Growth temperatures are around 550° C and the temperature difference between the charge and the growth zone of the order of 20° C.

NbTe₄ single crystals have also been grown in liquid tellurium. A few grams niobium is dissolved and let react in Te at 700° C. Crystallization occurs by slow cooling (3°C/h) down to 500° C. Te is removed by turning upside down and by subsequent sublimation.

The samples crystallize in the conventionally described structures. The growth conditions have been found showing little influence on the physical properties of the crystals.