3. Manifestations physiques macroscopiques
Pour mettre en évidence une transformation ordre-désordre, la méthode la plus directe est la diffraction des rayons X, celle des électrons ou celle des neutrons. Mais l'état d'ordre influe de façon plus ou moins marquée sur toutes les propriétés physiques du milieu, qu'elles soient électriques, magnétiques ou mécaniques.
• Diffraction des rayons X, des électrons et des neutrons
Considérons à nouveau la figure. Dans l'état d'ordre a, la périodicité, rigoureuse, est celle qui est indiquée par la flèche. Dans l'état de désordre, seule la matrice reste périodique, le solide ne l'étant plus au sens strict. Cela correspond, dans le schéma adopté, à une périodicité moyenne en b moitié de la périodicité rigoureuse en a. On sait que la figure de diffraction correspond à une transformation de Fourier de l'espace physique que constitue le milieu diffractant. À une périodicité du diffracteur deux fois moins serrée correspond donc une densité linéaire de taches de diffraction deux fois plus grande : ainsi, lorsque l'on passe du désordre à l'ordre, de nouvelles taches apparaissent sur les diagrammes de diffraction. Elles sont dites taches d'ordre ou de surstructure. Leur étude quantitative permet de caractériser le degré d'ordre et permet en particulier de calculer les paramètres d'ordre.
Pour que les taches de surstructure apparaissent effectivement, encore faut-il que les pouvoirs diffusants individuels des atomes A et B soient différents, sinon les deux schémas a et b apparaîtront pour les rayons X comme identiques. C'est pratiquement le cas si les atomes A et B sont très voisins dans la classification périodique. Il est alors nécessaire d'utiliser d'autres particules diffractantes pour lesquelles A et B apparaîtront comme différents : c'est ainsi que la diffraction des neutrons rend de grands services dans l'étude de l'ordre-désordre. La diffraction des électrons est utile elle aussi, plus spécialement pour l'observation des phénomènes dans les échantillons en couches minces.
Dans le cas du désordre topologique, ce […]
… pour nos abonnés, l'article se prolonge sur 7 pages…
