Colloque International du C.N.R.S. sur les Transitions Métal-Non Métal / Metal-Non Metal Transitions

J. Phys. Colloques 37 (1976) C4-79-C4-82
DOI: 10.1051/jphyscol:1976413

TRANSITION MÉTAL-NON MÉTAL DANS LES BRONZES DE VANADIUM Cu_xV₂O₅

G. VILLENEUVE¹, H. KESSLER² and J.P. CHAMINADE<sup>3

1</sup>  Laboratoire de Chimie du Solide du C.N.R.S., Université de Bordeaux I, 351, cours de la Libération, 33405 Talence, France
²  Ecole Supérieure de Chimie, Laboratoire de Chimie Minérale Appliquée, 68093 Mulhouse, France.
³  Laboratoire de Chimie du Solide du C.N.R.S., Université de Bordeaux 1, 351, cours de la Libération, 33405 Talence, France

Résumé
Les bronzes de vanadium M_xV₂O₅ sont des oxydes non stoechiométriques qui contiennent des atomes M intercalés dans le réseau de V₂O₅. Le métal M est ionisé et cède des électrons au réseau. Dans le cas M = Cu, il y a x électrons cédés. Les vanadiums sont également distribués sur les trois sites différents V₁, V₂, V₃ le long de l'axe b du 'réseau monoclinique. Les électrons occupent un site seulement. Ce site est exactement saturé pour x = 2/3. Des mesures de conductivité électrique faites sur des monocristaux parallèlement à l'axe b montrent clairement que les bronzes M_xV₂O₅ sont des conducteurs métalliques pour x > 0,55. Quand on diminue la quantité de cuivre (c'est-à-dire le nombre d'électrons par site), on observe une transition à un état non métallique. On discute les valeurs de la conductivité électrique et de l'effet Seebeck : 1) en termes de la localisation d'Anderson due au désordre entre les ions Cu₊ et les lacunes, 2) en termes de polarons comme l'a proposé Mott.

Abstract
The vanadium bronzes M_xV₂O₅ are non stoichiometric oxides which have intercalated M atoms in their V₂O₅ lattice. The metal M is ionized and gives its electrons to the lattice. For M = Cu, there are x donated electrons. The vanadiums are equally distributed in three different sites, V₁, V₂ and V₃ oriented along the b axis of the monoclinic lattice. The electrons occupy only one site. For x = 2/3 this site is exactly saturated. Electrical conductivity measurements made on single crystals along the b axis show clearly that the M_xV₂O₅ bronzes are metallic conductors for x > 0.55. When the amount of copper (i. e. the number of electrons per site) becomes smaller, the authors observe a transition to a non metal. The results of the electrical conductivity and Seebeck measurements are discussed : (i) in terms of an Anderson localization due to a disorder between the Cu₊ ions and the vacancies and (ii) in terms of polarons as proposed by Mott.