CRISTAUX

Le cristal caractérise la forme la plus ordonnée de la matière solide. Il correspond à une disposition très régulière des atomes dont une image est donnée par un empilement régulier de cubes identiques. À l'opposé, il existe des structures où aucun ordre ne semble imposer les positions atomiques ; c'est le cas des états vitreux. Si la matière cristallisée est très fréquente dans la nature, il faut noter que les dimensions des cristaux sont très variables. En dehors de certains cristaux d'origine géologique dont la taille peut dépasser le mètre, la matière condensée se présente plus fréquemment sous une forme dite polycristalline correspondant à un ensemble compact et désordonné de petits cristaux dont la taille individuelle peut être très inférieure au millimètre. La notion de cristal est néanmoins tout à fait pertinente dans ces cas, car chaque microcristal peut regrouper des milliards d'atomes rangés régulièrement. La description des cristaux se fait donc dans un cadre géométrique dont les fondements remontent à la fin du xix^e siècle : la cristallographie. L'étude expérimentale des structures cristallines se fonde sur leurs propriétés particulières de diffraction des rayons et des particules. On utilise pour cela des sources de rayons X, de neutrons ou d'électrons. L'analyse des propriétés de diffraction d'un cristal permet, dans la plupart des cas, d'identifier la disposition géométrique des atomes et de distinguer leur nature. D'autres propriétés physiques, qui constituent souvent la base d'applications courantes (semi-conducteurs en microélectronique, écrans à cristaux liquides, etc.), peuvent être déduites de la connaissance de ces arrangements atomiques.

La cristallographie

La science des cristaux naît véritablement au xviii^e siècle, lorsqu'elle se distingue de la minéralogie dont l'histoire, jalonnée par les noms d'Aristote, d'Avianne et de Georgius Agricola, est beaucoup plus longue. L'idée que toute matière, solide, liquide ou gazeuse, est faite d'unités microscopiques élémentaires remonte pourtant à Platon pour [...]

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