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CRISTAUX

Propriétés

L'intérêt d'étudier la structure des cristaux et de leurs défauts structuraux est à relier directement à la compréhension de leurs propriétés. Ainsi, lorsqu'on connaît la structure du carbone diamant, l'énergie de liaison et la structure électronique du carbone, on peut comprendre, sur la base de théories de la physique des solides, pourquoi les propriétés de dureté, de conductibilité thermique et de transparence à la lumière de ce cristal sont aussi exceptionnelles. En effet, ces théories physiques de l'état solide ont pour but essentiel d'expliquer les propriétés remarquables que présentent les atomes et les molécules lorsqu'ils sont rangés de façon périodique. Grâce à ces études, de nombreuses applications, qui utilisent des cristaux de diverses propriétés, ont été développées. Certaines d'entre elles nous sont devenues familières, elles font partie de notre environnement quotidien. Ainsi, les cristaux semi-conducteurs sont désormais à la base de toutes les utilisations des composants de la microélectronique en audiovisuel, informatique et électroménager. Certains, qui présentent en plus la propriété d'émettre de la lumière cohérente, sont utilisés dans les diodes électroluminescentes et dans les têtes de lecture laser. Les cristaux magnétiques entrent dans la fabrication de différents supports d'enregistrement : bandes, disques, cartes à puce. La lecture de ces enregistrements magnétiques est réalisée à partir de cristaux possédant la propriété de magnéto-résistance, c'est-à-dire que leur résistance électrique varie en fonction d'une variation du champ magnétique. Les photographies sont aujourd'hui beaucoup mieux définies qu'autrefois grâce à de très nombreux progrès réalisés dans les méthodes de fabrication et de dépôt des sels d'argent photosensibles. Si le verre de silice n'a aucune propriété particulière, le cristal de quartz constitué aussi de silice pure est piézo-électrique : il transforme de façon réversible une énergie électrique en énergie mécanique ; cette propriété est utilisée dans les montres à quartz, des briquets... Les cristaux liquides, qui ont la propriété de changer de couleur sous l'effet d'une variation de température ou de champ électrique sont utilisés pour l'affichage d'informations sur divers appareils : montres, thermomètres, microcalculatrices, écrans de micro-ordinateur, etc.

On peut souvent imaginer une application pour toute nouvelle propriété confirmée. Cela s'est produit en 1986 avec la découverte de la supraconductivité à haute température dans des cristaux mixtes à base de perowskite et de cuprate (oxyde de cuivre) ou de titanate (oxyde de titane). Certaines idées d'applications au transport et au stockage du courant électrique et à la réalisation de véhicules à sustentation magnétique ont surgi sans tarder. De telles applications risquent d'être à la base d'une nouvelle révolution industrielle si elles se révélaient économiquement intéressantes. Mais, pour envisager de les développer en remplacement de moyens actuellement utilisés, il est tout d'abord essentiel que ce phénomène de supraconductivité à haute température possède une explication physique satisfaisante afin d'en déterminer les limites.

— Marc AUDIER

— Michel DUNEAU

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Pour citer cet article

Marc AUDIER et Michel DUNEAU. CRISTAUX [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )

Médias

Réseaux de Bravais - crédits : Encyclopædia Universalis France

Réseaux de Bravais

Encyclopædia Universalis France

Diffraction électronique d'un quasicristal - crédits : Encyclopædia Universalis France

Diffraction électronique d'un quasicristal

Encyclopædia Universalis France

Autres références

  • DÉTECTEURS DE PARTICULES

    • Écrit par Pierre BAREYRE, Jean-Pierre BATON, Georges CHARPAK, Monique NEVEU, Bernard PIRE
    • 10 978 mots
    • 12 médias
    Les scintillateurs inorganiques sont constitués de cristaux purs dopés par une impureté. Le plus important d'entre eux est l'iodure de sodium dopé avec du thallium dans la proportion de 1 p. 1 000 environ.

  • AIGUE-MARINE

    • Écrit par Yves GAUTIER
    • 1 151 mots

    L'aigue-marine est la variété bleue et limpide du béryl, un cyclosilicate de béryllium. Sa couleur présente de nombreuses nuances en fonction de la provenance de la pierre : bleu pâle, bleu, bleu-vert. Pierre fine recherchée en joaillerie, elle est d'autant plus appréciée que sa couleur...

  • ALLIAGES

    • Écrit par Jean-Claude GACHON
    • 7 362 mots
    • 5 médias
    Système titane-nickel - crédits : Encyclopædia Universalis France
    ...entre deux métaux, le zirconium (Zr) et le hafnium (Hf). Dans ce cas, on passe progressivement, dans l'état solide, de l'un à l'autre par remplacement, sur le réseau cristallin, des atomes du premier par ceux du second. Le produit est une solution solide qui ressemble au zirconium à gauche et au hafnium...

  • ALMANDIN

    • Écrit par Yves GAUTIER
    • 330 mots

    Nésosilicate de fer et d'aluminium, l'almandin est le grenat le plus commun. Il se présente sous forme de cristaux rhombododécaédriques, souvent centimétriques, de couleur rouge à rouge foncé avec des nuances violacées ou brunes.

    Formule : Fe3Al2(SiO4)3 ; système : cubique ; dureté...

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Voir aussi

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