Pressure Induced Phase Transitions and Metallization of a Neutral Radical Conductor
Notice bibliographique
Résumé
The crystal structure and charge transport properties of the prototypal oxobenzene-bridged 1,2,3-bisdithiazolyl radical conductor 3a are strongly dependent on pressure. Compression of the as-crystallized α-phase, space group Fdd2, to 3-4 GPa leads to its conversion into a second or β-phase, in which F-centering is lost. The space group symmetry is lowered to Pbn2₁, and there is concomitant halving of the a and b axes. A third or γ-phase, also space group Pbn2₁, is generated by further compression to 8 GPa. The changes in packing that accompany both phase transitions are associated with an "ironing out" of the ruffled ribbon-like architecture of the α-phase, so that consecutive radicals along the ribbons are rendered more nearly coplanar. In the β-phase the planar ribbons are propagated along the b-glides, while in the γ-phase they follow the n-glides. At ambient pressure 3a is a Mott insulator, displaying high but activated conductivity, with σ(300 K) = 6 × 10(-3) S cm(-1) and E(act) = 0.16 eV. With compression beyond 4 GPa, its conductivity is increased by 3 orders of magnitude, and the thermal activation energy is reduced to zero, heralding the formation of a metallic state. High pressure infrared absorption and reflectivity measurements are consistent with closure of the Mott-Hubbard gap near 4-5 GPa. The results are discussed in the light of DFT calculations on the molecular and band electronic structure of 3a. The presence of a low-lying LUMO in 3a gives rise to high electron affinity which, in turn, creates an electronically much softer radical with a low onsite Coulomb potential U. In addition, considerable crystal orbital (SOMO/LUMO) mixing occurs upon pressurization, so that a metallic state is readily achieved at relatively low applied pressure.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
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