GRENATS

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Grenat almandin

Grenat almandin
Crédits : Y. Gautier/ Collection Gautier

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Grenats : principales espèces

Grenats : principales espèces
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Grossulaire

Grossulaire
Crédits : Istituto Geografico De Agostini

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Andradite

Andradite
Crédits : Istituto Geografico De Agostini

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Les grenats magnétiques

Historique

Quoique les grenats non magnétiques soient connus de l'homme depuis très longtemps, le premier grenat Y3Al5O12 (YAG) – aussi non magnétique – a été synthétisé seulement en 1951 ; puis, en 1956, Bertaut et Forrat découvrirent le grenat magnétique Y3Fe5O12. Louis Néel expliqua le ferromagnétisme que l'on observe dans les divers grenats magnétiques. À peu près en même temps, Geller et ses collaborateurs aux États-Unis ont élaboré des grenats ayant des compositions chimiques variées, en vue d'affiner la structure cristallographique et de mieux comprendre les interactions magnétiques présentes. Au début, on a étudié des matériaux polycristallins, et vers 1959 les premiers monocristaux de YIG (Y3Fe5O12) ont été obtenus. Depuis lors, une meilleure connaissance de la structure microscopique de ces composants et de leurs propriétés magnétiques a permis de les utiliser dans le domaine des hyperfréquences.

Structure cristalline

C'est la structure cristalline qui détermine la nature des interactions magnétiques. La structure grenat se classe dans l'holoèdre du système cubique appartenant au groupe d'espace I à 3d-Oh10. Chaque cellule unité contient huit unités de formule A3B2C3O12. Les atomes métalliques (cations) A, B et C se trouvent dans des sites cristallographiques bien définis, entourés respectivement de huit, six et quatre oxygènes, et appelés dodécaédrique (24c), octaèdrique (16a) et tétraèdrique (24d). On note habituellement ces sites {24c} [16a] (24d) (fig. 2). Quoique la structure globale d'un grenat ait une symétrie cubique, tous ces polyèdres d'oxygène sont déformés, par conséquent la symétrie locale d'un site est plus basse et devient soit trigonale, soit tétragonale. Cet abaissement de la symétrie locale détermine les propriétés telles que l'anisotropie magnétocristalline, la magnétostriction et les effets magnéto-optiques.

Grenat : structure

Grenat : structure

Dessin

Disposition des trois sites dans la structure grenat. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Il existe de nombreuses combinaisons possibles des cations A, B et C ; les seuls [...]

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Pour citer l’article

Gérard GUITARD, Ramanathan KRISHNAN, « GRENATS », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 23 juillet 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/grenats/