Issue
J. Phys. Colloques
Volume 38, Number C7, Décembre 1977
COLLOQUE INTERNATIONAL du C.N.R.S.
L'ORDRE ET LE DÉSORDRE DANS LES SOLIDES / ORDER AND DISORDER IN SOLIDS
Page(s) C7-235 - C7-242
DOI https://doi.org/10.1051/jphyscol:1977745
COLLOQUE INTERNATIONAL du C.N.R.S.
L'ORDRE ET LE DÉSORDRE DANS LES SOLIDES / ORDER AND DISORDER IN SOLIDS

J. Phys. Colloques 38 (1977) C7-235-C7-242

DOI: 10.1051/jphyscol:1977745

IV. - ORDER IN ONE AND TWO-DIMENSIONAL SYSTEMS.
SOME ONE- AND TWO-DIMENSIONAL COMPOUNDS

J. ROUXEL

Laboratoire de Chimie Minérale A, E.R.A. 472, U.E.R. de Chimie, BP 1044, 44037 Nantes Cedex, France


Résumé
Le caractère bidimensionnel ou unidimensionnel d'une structure est une notion relative qui traduit en fait une très forte anisotropie des liaisons chimiques. Dans une très large mesure les solides à dimensionnalité restreinte peuvent être considérés comme construits à partir d'unités structurales telles que des feuillets ou des fibres. A l'intérieur de ces entités les liaisons sont fortes, ionocovalentes ou métalliques ; entre fibres ou feuillets les liaisons sont faibles, le plus souvent de type Van der Waals (très exceptionnellement elles peuvent cependant être fortes : elles participent alors à des mécanismes de transferts de charge). Les conséquences de ce modèle sont triples : cristallographiques, chimiques et physiques. En premier lieu l'aspect structural se manifeste par les multiples formes polytypiques liées aux glissements relatifs des entités structurales, glissements autorisés par les liaisons faibles qui maintiennent la cohésion des édifices. D'un point de vue chimique il est possible d'écarter feuillets et fibres et ceci introduit directement les composés intercalaires. Enfin l'extrême anisotropie géométrique des structures transparaît directement dans une anisotropie très grande des propriétés physiques, vibrationnelles, mécaniques, électriques, etc ... Par ailleurs l'existence de surfaces de Fermi à larges portions parallèles détermine parfois l'apparition d'ondes de densité de charge. Les chalcogénures des éléments de transition sont utilisés pour illustrer ces définitions. Les dichalcogénures bidimensionnels sont évoqués d'abord : ils sont introduits du point de vue de l'ordre-désordre en considérant des entités de plus en plus petites. Dans une deuxième partie de nouveaux chalcogénures de transition sont décrits et discutés du point de vue de leur dimensionnalité vraie. Il s'agit des pseudo-unidimensionnels NbSe3 et XxNbSe4.


Abstract
The two-dimensional or one-dimensional character of a structure is a relative notion : it is indicative of a very strong anisotropy in the chemical bonding. To a large extend solids with low dimensionality can be regarded as built up of chains or layers inside of which there are strong ionocovalent or metallic bonds, whereas they are separated by rather large distances in agreement with weak interlayers or interchains bonding. The slabs or chains can behave as independant units. Gliding motions lead to polytypism. From a chemical point of view it is possible to pull them apart through various intercalations. On the other hand the structural anisotropy results in a very high anisotropy in the electronic, vibrational and mechanical properties. Largely two dimensional Fermi surfaces favour the formation of charge density waves. The chalcogenides of transition elements show some of the best examples of these definitions. Lamellar dichalcogenides will be introduced at first and from the point of view of ordering of smaller and smaller species. Then, new chalcogenides with low dimensionality will be considered. NbSe3 and XxNbSe4 compounds are described. Their real dimensionality is discussed through physical measurements and according to the chemical behaviour.