LAYER COMPOUNDS. CHARGE DENSITY WAVES IN TRANSITIONS METAL COMPOUNDS.
ELECTRONIC PROPERTIES OF TRANSITION METAL DICHALCOGENIDES : CONNECTION BETWEEN STRUCTURAL INSTABILITIES AND SUPERCONDUCTIVITY

Résumé
Nous examinons les propriétés électroniques des dichalcogénures en couche des métaux de transition qui ont la particularité de présenter des transitions de phase accompagnées par l'apparition d'ondes de densité de charge (ODC). La stabilité d'un état avec ODC pour les composés TX₂(T = Nb, Ta, X = S, Se) est favorisée par la forme cylindrique de la surface de Fermi et par l'existence dans la structure de bande de singularités de Van-Hove proches du niveau de Fermi. L'anisotropie des composés lamellaires est reliée aux propriétés physiques telles que : compressibilité, conductivité électrique et propriétés supraconductrices. Dans les polytypes à environnement prismatique trigonal, 2H-NbSe₂, TaSe₂, TaS₂ l'apparition de l'ODC est caractérisée par une légère anomalie de la résistivité ; alors que pour les polytypes à environnement octaédrique 1T-TaS₂, la formation de l'ODC s'accompagne d'une transition métal-isolant. Nous présenterons une étude RMN de l'état avec ODC dans 2H-NbSe₂. Au-dessous de Ja température d'apparition la redistribution des électrons de conduction crée un élargissement inhomogène des satellites quadrupolaires de ⁹³Nb. De l'interprétation de la forme des raies de RMN nous avons pu en déduire l'existence de trois ondes de densité de charge incommensurables dans 2H-NbSe₂ au-dessous de 33 K. L'amplitude de l'ODC mesurée par RMN est proportionnelle à la température d'apparition, en accord avec une théorie de champ moyen. Les effets prétransitionnels observés au-dessus de la transition ont été reliés aux perturbations statiques de la distribution électronique créées par les impuretés chargées. Nous avons observé au-dessus de 33 K une contribution à la relaxation nucléaire spin réseau de ⁹³Nb due aux fluctuations critiques dynamiques. Les états avec ODC ont été étudiés par résistivité dans 2H-TaSe₂ où un ancrage de l'ODC incommensurable s'établit par une transition du premier ordre entre 87 et 93 K et dans le polytype mixte 4 HbTaS₂ avec un ancrage dans les feuillets 1T à 320 K et une apparition de l'ODC dans les feuillets 2H à 22 K. Une étude sous haute pression démontre l'existence d'une relation entre l'augmentation de Tc et l'existence d'une transition structurale à T₀ > T_c. La transition de phase avec ODC sera examinée dans le cadre de la théorie phénoménologique de McMillan. A ce propos le cas de 4 HbTaS₂ présente un intérêt particulier puisque l'apparition de l'ODC se produit par une transition du premier ordre, ce qui suggère un couplage plus faible entre feuillets 2H des composés mixtes qu'entre ceux des polytypes 2H purs.

Abstract
We discuss the electronic properties of the transition metal dichalcogenide layer compounds which have been investigated in detail because they undergo phase transitions accompanied by the occurence of charge density waves (CDW). The CDW state is favoured by the cylindrical nature of the Fermi surface and also by the possible existence of Van-Hove singularities in the band structure close to the Fermi level of the compounds TX₂(T = Nb, Ta, X = S, Se). The anisotropy of the layer compounds is related to physical properties such as : compressibility, electrical conductivity and the superconducting properties. In the trigonal prismatic polytypes 2H-NbSe₂, TaSe₂, TaS₂ the onset of a CDW is characterized by a weak anomaly in the resistivity ; whereas in the octahedral coordinated polytypes (1T-TaS₂), the formation of a CDW induces a metal-insulator transition. A detailed study of the CDW state by NMR on 2H-NbSe₂ will be presented. Below the onset temperature, a redistribution of the conduction electrons causes an inhomogeneous'broadening of the ⁹³Nb quadrupolar satellites. From the interpretation of the line shape of the NMR lines we have deduced the existence of 3 incommensurate CDW in 2H-NbSe₂ below 33 K. The amplitude of the CDW measured by NMR is proportional to the onset temperature as expected in a mean field theory. The pretransitional effects observed above the transition are related to static perturbations of the electron distribution induced by the charged impurities. A contribution of dynamical critical fluctuations above 33 K to the ⁹³Nb spin-lattice relaxation rate has also been observed. The CDW states have been studied by resistivity measurements in other systems such as 2H-TaSe₂ where a lock-in of the ICDW occurs through a 1st order phase transition between 87 and 93 K, or in the mixed polytype 4 HbTaS₂ with a lock-in in 1T layers at 320 K and an onset in the 2H layers at 22 K. A pressure investigation shows a connection between the enhancement of Tc and the existence of a structural phase transition at T₀ > T_c.The CDW phase transition will be discussed in terms of the phenomenological theory of McMillan. In this respect 4 HbTaS₂ is of particular interest since the onset of CDW's occurs through a 1st order transition and therefore suggests that the coupling between the trigonal prismatic layers is relatively weaker in the mixed polytypes than in the pure 2H polytypes.