Electronic correlations in vanadium chalcogenides: BaVSe3 versus BaVS3

Albeit structurally and electronically very similar, at low temperature the quasi-one-dimensional vanadium sulfide BaVS3 shows a metal-to-insulator transition via the appearance of a charge-density-wave state, while BaVSe3 apparently remains metallic down to zero temperature. This different behavior upon cooling is studied by means of density functional theory and its combination with the dynamical mean-field theory and the rotationally-invariant slave-boson method. We reveal several subtle differences between these chalcogenides that provide indications for the deviant behavior of BaVSe3 at low temperature. In this regard, a smaller Hubbard U in line with an increased relevance of the Hund's exchange J plays a vital role.Comment: 16 pages, 11 figures, published versio

Orbitally Driven Spin Pairing in the 3D Non-Magnetic Mott Insulator BaVS3: Evidence from Single Crystal Studies

Static electrical and magnetic properties of single crystal BaVS_3 were measured over the structural (T_S=240K), metal-insulator (T_MI=69K), and suspected orbital ordering (T_X=30K) transitions. The resistivity is almost isotropic both in the metallic and insulating states. An anomaly in the magnetic anisotropy at T_X signals a phase transition to an ordered low-T state. The results are interpreted in terms of orbital ordering and spin pairing within the lowest crystal field quasi-doublet. The disordered insulator at T_X<T<T_MI is described as a classical liquid of non-magnetic pairs.Comment: 4 pages, 5 figures, revtex, epsf, and multicol style. Problem with figures fixed. To appear in Phys. Rev. B Rap. Com

Pressure dependence of the spin gap in BaVS_3

We carried out magnetotransport experiments under hydrostatic pressure in order to study the nature of the metal-insulator transition in BaVS$_3$. Scaling relations for $\rho(T,H,p)$ are established and the pressure dependence of the spin gap is determined. Our new results, in conjunction with a re-analysis of earlier specific heat and susceptibility data, demonstrate that the transition is weakly second order. The nature of the phase diagram in the $T$--$p$--$H$ space is discussed.Comment: 5 pages, 5 figures, submitted to PRB Rap. Co

Caractéristiques cristallographiques, propriétés et structure magnétiques de TbPO4 dans la gamme 1,5 K-300 K

Magnetic susceptibility measurements, X-ray powder diffractometry in the 2.6-295 K temperature range, and neutron diffraction experiments at 1.5 K, 4.2 K and 300 K have been performed on TbPO4. This compound shows a paramagnetic behaviour for T > 2.2 K. An antiferromagnetic canted spin arrangement has been determined at 1.5 K. The Tb moments are oriented at about 20° from the tetragonal axis in the (110) plane; this value does not agree with the determination of Spooner, Lee and Moos. The magnetic structure is found to be monoclinic, the Shubnikov space group being C2'; the value of the magnetic moment extrapolated to U K is 7.9 μB. A very small crystal distortion, monoclinic or triclinic, occurs below 6 K ; the spin arrangement is compatible with a C centered face monoclinic cell ; the crystal space group is C2 and the Tb local symmetry is then lowered from tetragonal : 42 m(D2d) to monoclinic : 2(C2). The thermal expansion curves are given in the range 2.6 K-295 K : a very large negative thermal anomaly of the a parameter occurs progressively below 170 K, while the c parameter undergoes a usual Debye thermal expansion. Neutron diffraction data allow the interpretation of these latter crystallographic results : the crystal field anisotropy changes with decreasing temperature because oxygen ions surrounding the terbium move in a plane perpendicular to the c axis. The oxygen parameters are :[FORMULA] The lattice parameters' are :[FORMULA] .Le phosphate de terbium a été étudié par diffraction des rayons X entre 2,6 K et 295 K, par mesure de sa suscéptibilité magnétique et par diffraction neutronique à 1,5 K, 4,2 K et 300 K. Les paramètres du réseau quadratique sont : [FORMULE]. Les paramètres des oxygènes sont : [FORMULE](description non centro-symétrique du groupe I41/amd). TbPO4 a un comportement paramagnétique pour toute température supérieure à 2,2 K. L'arrangement des moments du terbium à 1,5 K est antiferromagnétique ; ces moments, colinéaires et situés dans les plans (110), font un angle de 20° avec l'axe c. La symétrie de la structure magnétique est monoclinique, le groupe de Shubnikov étant C2'. La valeur du moment magnétique extrapolée à 0 K est 7,9 μB. Une très faible distorsion du cristal, monoclinique ou triclinique, apparaît au-dessous de 6 K ; or, la maille de la structure magnétique est monoclinique à faces C centrées ; le groupe d'espace est C2(C32) et la symétrie du site de Tb est abaissée de 42 m(D2d) à 2(C2). Les courbes de dilatation thermique entre 2,6 K et 295 K font apparaître une très forte anomalie de dilatation du paramètre a (contraction de 0,04 % entre 6 K et 140 K) alors que le paramètre c suit une loi de Debye ordinaire. Cette anomalie a été interprétée par une variation de l'anisotropie du champ cristallin agissant sur l'ion terbium

Etude de la dilatation thermique entre 77 K et 298 K du chlorate de sodium et du bromate de sodium

Thermal expansions of the cell sides of sodium chlorate and sodium bromate have been studied by X-ray powder diffraction. We did not observed any distortion of the lattices in the 77 K-298 K range. We give the thermal expansion curves for the two compounds and also the coefficient of expansion at room temperature.NaClO₃ et NaBrO₃ ont été étudiés par diffraction de rayons X entre 77 K et 298 K. Aucune distorsion du réseau n'a été détectée à basse température. Les courbes de dilatation thermique montrent que les coefficients de dilatation à l'ambiante sont très différents.Nasr-Eddine M., Sayetat F., Vargas H. Etude de la dilatation thermique entre 77 K et 298 K du chlorate de sodium et du bromate de sodium. In: Bulletin de la Société française de Minéralogie et de Cristallographie, volume 98, 6, 1975. pp. 378-379

Valence state of cerium in the hexagonal CeM5 compounds with the transition metals

The valence state of cerium in CeCo5, CeNi5, CeCu 5 and the pseudo-binary Ce(Ni1-xCux)5 compounds has been studied by means of measurements of lattice parameters, magnetic properties and X-ray absorption. Whereas the lattice parameters of CeCu5 correspond to a Ce3+ valence state, X-ray absorption experiments show that, in CeCo5 and CeNi5, Ce has the same valence state, close to 4 +, as in the insulator CeO2. Stoichiometry deviations in the RCo 5 compounds (R = rare earth) can be correlated with the difference in the anomalies of the α lattice parameter of Ce compounds in the RCo 5 and RNi5 series. In Ce(Ni0.1Cu0.9) 5, Ce is in the 3+ state and the thermal variation of the susceptibility is characteristic of crystal field effects in the Ce3+ ion. In contrast the susceptibility of CeNi5 is one order of magnitude smaller and almost isotropic; as in YNi5, it arises mainly from the Ni 3d electrons which are close to the onset of ferromagnetism. In the Ce(Ni1-xCux) 5 compounds, the Ce valence state decreases linearly with x up to x = 0.3 and more rapidly for higher copper concentrations. The evolution of the Ce valence state is discussed in terms of the band structure of the different compounds, especially the relative position of the Fermi level and the 4f 1 state.Nous avons étudié l'état de valence du cérium dans CeCo5, CeNi 5, CeCu5 et les composés pseudobinaires Ce(Ni1-xCux)5 à l'aide de mesures des paramètres de maille, des propriétés magnétiques et de l'étude de l'absorption des rayons X. Alors que les paramètres de maille de CeCu5 correspondent à l'état de valence Ce3+, les expériences d'absorption de rayons X montrent que dans CeCo5 et CeNi5, le cérium est dans le même état de valence, proche de 4 +, comme dans l'oxyde isolant CeO2. Les écarts à la stœchiométrie dans les composés Rco5 (R = terre rare) rendent compte des différences dans les anomalies du paramètre α des composés du Ce dans les séries RCo5 et RNi5. Dans Ce(Ni0,1Cu 0,9)5, Ce est dans l'état 3+ et la variation thermique de sa susceptibilité est caractéristique des effets du champ cristallin sur l'ion Ce3+. Au contraire, la susceptibilité de CeNi5 est d'un ordre de grandeur inférieure et pratiquement isotrope; comme dans YNi5, elle provient essentiellement des électrons 3d du Ni, qui sont très proches de l'apparition du ferromagnétisme. Dans les composés Ce(Ni 1-xCux)5, le changement de valence du Ce est linéaire jusqu'à x = 0,3 et devient plus rapide pour les plus fortes concentrations. Nous discutons l'évolution de l'état de valence du Ce à partir de la structure de bande des différents composés, en particulier de la position du niveau de Fermi et de l'etat 4f 1