M f
Chapitre 6
Defauts ponctuels dans les
solides stoechiometriques
L
'EXISTENCE d'un arrangement ordonne des atomes dans un solide
avait ete pressentie, des le XVTIP siecle, par les mineralogistes tels
que Haiiy pour expliquer la morphologic reguliere des cristaux. Cette
hypothese fut confirmee par les premieres experiences effectuees par
Laue (1912) consecutives a la decouverte des rayons X.
En fait, cet etat parfaitement ordonne n'existe qu'a zero kelvin car il
represente 1'etat de plus basse energie. Si la temperature s'eleve, les
atomes, soumis a 1'agitation thermique, peuvent se deplacer et un certain degre de desordre apparait. En principe, tout ecart a 1'arrangement
parfaitement ordonne du cristal peut etre considere comme un defaut.
Les defauts crees dans un solide suppose idealement pur au point de vue
chimique sont appeles intrinseques. Par centre, un element etranger
apparaissant comme impurete dans la matrice d'un constituant majoritaire sera un defaut extrinseque. Lorsque le desordre apparait localement sur des sites repartis au hasard dans le cristal, on dit que les
defauts sont ponctuels, par opposition aux defauts ordonnes formant
des defauts etendus (plans de cisaillement cristallographiques).
Cette notion de defaut est fondamentale pour expliquer les differents
comportements des materiaux. Ainsi, la diffusion chimique et la conduction ionique ne peuvent s'expliquer que par la presence de defauts intrinseques, tandis que la conductivity electronique peut varier dans de
larges mesures en fonction des defauts extrinseques crees par dopage.
Le formalisme de ces defauts a ete developpe par Schottky et Wagner
des 1930, suivis par un certain nombre de chercheurs qui ont apporte
chacun leur representation. Actuellement, c'est le formalisme de Kroger
et Vink qui est utilise en Chimie et que nous utiliserons. On considere
le cristal comme constitue d'atomes ordonnes sans faire d'hypothese sur
Chapitre 6
Defauts ponctuels dans les
solides stoechiometriques
L
'EXISTENCE d'un arrangement ordonne des atomes dans un solide
avait ete pressentie, des le XVTIP siecle, par les mineralogistes tels
que Haiiy pour expliquer la morphologic reguliere des cristaux. Cette
hypothese fut confirmee par les premieres experiences effectuees par
Laue (1912) consecutives a la decouverte des rayons X.
En fait, cet etat parfaitement ordonne n'existe qu'a zero kelvin car il
represente 1'etat de plus basse energie. Si la temperature s'eleve, les
atomes, soumis a 1'agitation thermique, peuvent se deplacer et un certain degre de desordre apparait. En principe, tout ecart a 1'arrangement
parfaitement ordonne du cristal peut etre considere comme un defaut.
Les defauts crees dans un solide suppose idealement pur au point de vue
chimique sont appeles intrinseques. Par centre, un element etranger
apparaissant comme impurete dans la matrice d'un constituant majoritaire sera un defaut extrinseque. Lorsque le desordre apparait localement sur des sites repartis au hasard dans le cristal, on dit que les
defauts sont ponctuels, par opposition aux defauts ordonnes formant
des defauts etendus (plans de cisaillement cristallographiques).
Cette notion de defaut est fondamentale pour expliquer les differents
comportements des materiaux. Ainsi, la diffusion chimique et la conduction ionique ne peuvent s'expliquer que par la presence de defauts intrinseques, tandis que la conductivity electronique peut varier dans de
larges mesures en fonction des defauts extrinseques crees par dopage.
Le formalisme de ces defauts a ete developpe par Schottky et Wagner
des 1930, suivis par un certain nombre de chercheurs qui ont apporte
chacun leur representation. Actuellement, c'est le formalisme de Kroger
et Vink qui est utilise en Chimie et que nous utiliserons. On considere
le cristal comme constitue d'atomes ordonnes sans faire d'hypothese sur