Numéro
J. Physique Lett.
Volume 44, Numéro 23, décembre 1983
Page(s) 953 - 961
DOI https://doi.org/10.1051/jphyslet:019830044023095300
J. Physique Lett. 44, 953-961 (1983)
DOI: 10.1051/jphyslet:019830044023095300

Low-field and anomalous high-field Hall effect in (TMTSF)2ClO 4

M. Ribault, D. Jérome, J. Tuchendler, C. Weyl et K. Bechgaard

Laboratoire de Physique des Solides, Université Paris-Sud, 91405 Orsay, France


Abstract
We report the study of the Hall effect, at low temperature, in (TMTSF) 2ClO4 (slow-cooled state), up to 80 kOe, with the field perpendicular to the (a-b) plane. We show that the linear field dependence of the weak Hall resistance, up to 40 kOe, supports the interpretation of the conducting phase in terms of a quasi planar Fermi surface with a density of carriers corresponding to the stoechiometry of the salt. At higher field, a strong and sharp increase of the Hall constant, is the signature of a phase transition to a semi-metallic state. The transition magnetic field is very temperature dependent. Below 0.7 K, in the semi-metallic state, remarkable steps and plateaux, of the Hall resistance are observed, suggesting either the quantization of the Hall constant of carriers in weakly coupled (a-b) planes or the existence of a sequence of electron-hole instabilities (excitonic phases).


Résumé
Nous présentons une étude de l'effet Hall effectuée à basse température dans (TMTSF)2ClO4 après refroidissement lent, jusqu'à un champ de 80 kOe placé perpendiculairement au plan (a-b). La très faible résistance de Hall dépendant linéairement du champ magnétique jusqu'à 40 kOe indique l'existence d'un conducteur à surface de Fermi quasi-planaire et une densité de porteurs correspondant à la stoechiométrie. La croissance très brutale de la constante de Hall observée en champ élevé correspondant à une transition vers un état semi-métallique. Les marches et plateaux de la résistance de Hall observés dans l'état semi-métallique au-dessous de 0,7 K suggèrent soit la quantification de la constante de Hall des porteurs bidimensionnels dans les plans (a-b ) soit l'existence d'une série de transitions du type instabilité électron-trou (phases excitoniques).

PACS
7135 - Excitons and related phenomena.
7215N - Collective modes: low dimensional conductors.

Key words
carrier density -- excitons -- Fermi surface -- Hall effect -- one dimensional conductivity -- organic compounds -- low field Hall effect -- carrier density -- excitonic phases -- anomalous high field Hall effect -- TMTSF sub 2 ClO sub 4 -- linear field dependence -- conducting phase -- quasi planar Fermi surface -- phase transition -- semi metallic state -- transition magnetic field -- electron hole instabilities