Ce cours donne des bases en cristallographie et en physique des rayons X. UE optionnelle du S6 de 5 ECTS : 20 h de cours, 20 h de tds, 8 h de tps.
Enseignants
Cours Claire Laulhé
TD Alexandra Palacio-Morales
TP Claire Laulhé
Programme : présentation de l’UE
Introduction
– Premier aperçu des structures dans les trois principaux états de la matière : solide, liquide, gaz.
– A l’équilibre thermodynamique : diagrammes de phases.
– En dehors de l’équilibre thermodynamique : exemples de structures dans des états métastables et applications.
Cohésion de la matière
– Les différents types de liaisons
– Structures type : le sel de cuisine, le silicium, le diamant, le graphite …
– Énergie potentielle de cohésion, comportement élastique, rigidité.
Symétries ponctuelles
– Définitions : symétrie d’orientation, opération de symétrie, élément de symétrie.
– Notions de groupe de symétrie.
– Principe de Curie, exemples d’application.
Les cristaux
– Le cristal périodique : un motif répété aux noeuds d’un réseau. Notion de famille de plans réticulaires.
– Construction des groupes spatiaux de symétrie (groupes de symétrie des cristaux).
– Réseau réciproque.
Etude des structures atomiques par diffraction des rayons X
– Diffusion par une assemblée d’atomes quelconque, facteur de diffusion atomique.
– Diffraction par les cristaux : loi de Bragg, facteur de structure.
– Mise en œuvre expérimentale : les différents types de diffractomètres, méthodes d’affinement des structures cristallines.
Défauts dans les cristaux : influence sur les propriétés physiques
– Défauts ponctuels : lacune, interstitiel, impureté substitutionnelle. Exemples de leur influence sur les propriétés physiques : effet laser, couleur des cristaux, …
– Défauts linéaires : exemple des dislocations et de leur rôle sur les propriétés mécaniques des cristaux.
Cette UE comprend 2 TPs : diffraction sur poudre et diffraction par un solide cristallin.
Ouvrages conseillés
– Cristallographie géométrique et radio-cristallographie, J-J Rousseau & A. Guibaud, Dunod 2007.
– Problèmes de cristallographie, J Lazjerowicz-Brunneteau et P. Ducros, Dunod 1967. – Diffraction des rayonnements : introduction aux concepts et méthodes, J. Protas, Dunod 1999
Documents
Plan Cours
Introduction
Chapitre I Chapitre II Chapitre III Chapitre IV