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Chapitre 6 : Defauts ponctuels dans les solides stcechiometriques
le type de liaisons entre ces atomes. En effet, dans les composes que nous
etudierons, la liaison peut evoluer, de la nature purement covalente a la
nature fortement ionique, avec une infinite d'intermediaires. Aussi, on
simplifie le probleme en considerant que chaque element du cristal est
une entite electriquement neutre, 1'etat de reference etant le cristal parfait, ce qui peut s'imaginer en choisissant une limite convenable entre les
elements constitutifs du cristal. Cette maniere de proceder a 1'avantage
de rendre la discussion independante du type de liaison et de traiter des
cristaux tels que Si ou Ge aussi bien que NaCl ou Cu 2 O. Pour simplifier,
nous allons considerer des composes binaires MA n ou M est un metal, A
un non-metal ou metalloide (Cl, Br, S, O, ...) et n = 1.
6.1 Defauts intrinseques
1 Desordre de Schottky-Wagner. Lacunes
Ces defauts correspondent a des sites qui, occupes dans le cristal parfait, deviennent inoccupes dans le cristal reel. Ce sont des lacunes,
representees par V (anglais : vacancy). Dans un cristal stoechiometrique
MA, la formation des lacunes anioniques et cationiques est simultanee.
Elle correspond au depart vers la surface des atonies correspondants. Ce
processus, schematise sur la figure 6.1, s'ecrit de la maniere suivante :
Un anion A et un cation M du cristal migrent a la surface laissant
leurs sites vides symbolises par V A et V M . Les indices correspondent a
1'entite qui occupe le site dans le cristal parfait. On peut remarquer que
la formation des lacunes correspond a une augmentation du nombre des
sites cristallins. En eliminant, de part et d'autre du signe egal, M M et A A ,
puisqu'ils appartiennent au meme cristal, la reaction de formation de ces
defauts peut s'ecrire :
Ce type de defauts est observe dans NaCl, TiO, BeO, CaO, SrO, CsCl
(I, Br).
2 Desordre de Frenkel. Interstitiels
Nous avons vu que, dans la structure NaCl, les cations Na
+ occupent tous les sites octaedriques (O) du reseau anionique et qu'il y a
deux fois plus de sites tetraedriques (T) vides. Lorsque la temperature
Chapitre 6 : Defauts ponctuels dans les solides stcechiometriques
le type de liaisons entre ces atomes. En effet, dans les composes que nous
etudierons, la liaison peut evoluer, de la nature purement covalente a la
nature fortement ionique, avec une infinite d'intermediaires. Aussi, on
simplifie le probleme en considerant que chaque element du cristal est
une entite electriquement neutre, 1'etat de reference etant le cristal parfait, ce qui peut s'imaginer en choisissant une limite convenable entre les
elements constitutifs du cristal. Cette maniere de proceder a 1'avantage
de rendre la discussion independante du type de liaison et de traiter des
cristaux tels que Si ou Ge aussi bien que NaCl ou Cu 2 O. Pour simplifier,
nous allons considerer des composes binaires MA n ou M est un metal, A
un non-metal ou metalloide (Cl, Br, S, O, ...) et n = 1.
6.1 Defauts intrinseques
1 Desordre de Schottky-Wagner. Lacunes
Ces defauts correspondent a des sites qui, occupes dans le cristal parfait, deviennent inoccupes dans le cristal reel. Ce sont des lacunes,
representees par V (anglais : vacancy). Dans un cristal stoechiometrique
MA, la formation des lacunes anioniques et cationiques est simultanee.
Elle correspond au depart vers la surface des atonies correspondants. Ce
processus, schematise sur la figure 6.1, s'ecrit de la maniere suivante :
Un anion A et un cation M du cristal migrent a la surface laissant
leurs sites vides symbolises par V A et V M . Les indices correspondent a
1'entite qui occupe le site dans le cristal parfait. On peut remarquer que
la formation des lacunes correspond a une augmentation du nombre des
sites cristallins. En eliminant, de part et d'autre du signe egal, M M et A A ,
puisqu'ils appartiennent au meme cristal, la reaction de formation de ces
defauts peut s'ecrire :
Ce type de defauts est observe dans NaCl, TiO, BeO, CaO, SrO, CsCl
(I, Br).
2 Desordre de Frenkel. Interstitiels
Nous avons vu que, dans la structure NaCl, les cations Na
+ occupent tous les sites octaedriques (O) du reseau anionique et qu'il y a
deux fois plus de sites tetraedriques (T) vides. Lorsque la temperature