QUASI-CRISTAUX

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Diffraction électronique d'un quasicristal

Diffraction électronique d'un quasicristal
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Microscopie électronique d'un quasicristal

Microscopie électronique d'un quasicristal
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Icosaèdre aluminium-cuivre-lithium

Icosaèdre aluminium-cuivre-lithium
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Pavages de Penrose

Pavages de Penrose
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Le terme quasi-cristal désigne un état particulier de la matière condensée découvert de façon fortuite, en 1984, dans un alliage métallique d'aluminium et de manganèse par D. Shechtman, I. Blech, D. Gratias et J. Cahn. L'originalité de cet état tient à sa structure atomique, c'est-à-dire à un arrangement particulier des atomes dans l'espace. En effet, les premières observations, réalisées en microscopie électronique à transmission, témoignent d'une structure fortement ordonnée à grande distance, car les figures de diffraction des électrons sont caractérisées par des réflexions de Bragg, comme le sont celles des cristaux (fig. 1). Cependant, ces diagrammes de diffraction présentent aussi deux caractères qui les distinguent de ceux des cristaux. Le premier est relatif à l’existence de symétries « interdites » dans le cas des cristaux et dont l’ensemble constitue le groupe de rotation de l'icosaèdre. Ce polyèdre régulier présente vingt faces triangulaires équilatérales égales. L’ensemble des rotations qui le superposent à lui-même est caractérisé par six axes d'ordre 5 (symétries par rotations de 720, 1440, 2160 et 2880), dix axes d’ordre 3 (rotations de 1200 et 2400) et quinze axes d’ordre 2 (rotations de 1800). La symétrie icosaédrique se retrouve dans d’autres polyèdres comme le dodécaèdre, formé de douze faces pentagonales identiques, ou le triacontaèdre, formé de trente faces égales en forme de losange. L’existence d’axes d’ordre 5 dans ce groupe suffit à exclure l'hypothèse d'un arrangement périodique des atomes. Le second caractère particulier est que les intervalles entre les réflexions de Bragg sur les plans atomiques ne sont pas périodiques, mais apériodiques. Les rapp [...]

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DÉCOUVERTE DES QUASI-CRISTAUX

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 154 mots

Dan Shechtman, Ilan Blech, Denis Gratias et John W. Cahn découvrent en 1984, dans des alliages d'aluminium et de manganèse obtenus par trempe rapide, un ordre atomique présentant une symétrie pentagonale incompatible avec la périodicité spatiale caractéristique des cristaux. Cette découverte déclenche une vive controverse et Linus Carl Pauling […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/decouverte-des-quasi-cristaux/#i_20369

QUASI-CRISTAUX NATURELS

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 325 mots

Les quasi-cristaux sont des arrangements très particuliers d'atomes dont la structure est fortement ordonnée à grande distance. Ils présentent souvent une symétrie pentagonale incompatible avec la périodicité spatiale caractéristique des cristaux. Depuis leur découverte en 1984, dans un alliage métallique d'aluminium et de manganèse réalisé par […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/quasi-cristaux-naturels/#i_20369

CRISTAUX

  • Écrit par 
  • Marc AUDIER, 
  • Michel DUNEAU
  •  • 7 292 mots
  •  • 2 médias

Dans le chapitre « Microscopie, diffraction des électrons »  : […] être le seul moyen de prouver l'existence d'un nouvel état ordonné, mais non périodique, de la matière : l'état quasi-cristallin, découvert en 1984 par Shechtman, Blech, Gratias et Cahn dans des alliages d'aluminium et de manganèse, et, par la suite, dans plusieurs autres alliages de métaux de transition. Les quasi-cristaux présentent des […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/cristaux/#i_20369

MATIÈRE (physique) - État solide

  • Écrit par 
  • Daniel CALÉCKI
  •  • 8 606 mots
  •  • 13 médias

Dans le chapitre « Les quasicristaux »  : […] Pour comprendre l'état quasi cristallin, le plus simple est de se placer dans un espace à deux dimensions. Rappelons qu'un cristal est obtenu en pavant entièrement l'espace à l'aide d'un pavé ou de plusieurs pavés juxtaposés ; ils forment une figure qui se répète périodiquement, sans vide entre les pavés et sans superposition. La figure 6 […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/matiere-physique-etat-solide/#i_20369

SHECHTMAN DAN (1941-    )

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 357 mots

Physicien et chimiste israélien, prix Nobel de chimie en 2011 pour sa découverte des quasi-cristaux. Né à Tel-Aviv (en Palestine sous mandat britannique à cette date, aujourd’hui en Israël) le 24 janvier 1941, Dan Shechtman fit ses études universitaires au département d’ingénierie mécanique de l’institut israélien de […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/dan-shechtman/#i_20369

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Pour citer l’article

Marc AUDIER, Michel DUNEAU, « QUASI-CRISTAUX », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le . URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/quasi-cristaux/