Un paracristal est un matériau dont les atomes présentent une organisation ordonnée sur de courtes distances mais sont dépourvus d'ordre sur de grandes distances dans au moins une direction.

L'ordre d'un matériau est la régularité, mesurée depuis un point donné, avec laquelle sont disposés les atomes par rapport à un réseau cristallin. Dans un matériau monocristallin, tous les atomes peuvent être localisés en fonction d'un réseau cristallin depuis un point unique. En revanche, dans un matériau désordonné comme un liquide ou un solide amorphe, la position de l'atome voisin et, peut-être, de son suivant peut être déterminée à partir d'une origine, mais il devient rapidement impossible de prédire la position des autres atomes à mesure qu'on s'éloigne de l'origine. La distance jusqu'à laquelle il est possible de prédire la position des atomes est appelée longueur de corrélation, notée ξ. Un matériau paracristallin présente une longueur de corrélation intermédiaire entre celle de la matière amorphe et celle des matériaux cristallins.

La structure cristalline des matériaux peut être déterminée par cristallographie aux rayons X et cryo-microscopie électronique[1], bien que d'autres techniques puissent être nécessaires pour observer la structure complexe des matériaux paracristallins, comme la microscopie électronique de fluctuations[2] combinée à l'analyse de la densité d'états électroniques[3] ainsi qu'à celle des états électroniques et vibratoires. Le Microscope électronique en transmission à balayage peut également permettre la caractérisation de la géométrie et de l'espace réciproque de matériaux paracristallins comme les boîtes quantiques[4].

Notes et références

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  1. (en) John A. Berriman, Sam Li, Lindsay J. Hewlett, Sebastian Wasilewski, Fedir N. Kiskin, Tom Carter, Matthew J. Hannah et Peter B. Rosenthal, « Structural organization of Weibel-Palade bodies revealed by cryo-EM of vitrified endothelial cells », Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, vol. 106, no 41,‎ , p. 17407-17412 (PMID 19805028, PMCID 2765093, DOI 10.1073/pnas.0902977106, Bibcode 2009PNAS..10617407B, lire en ligne)
  2. (en) Parthapratim Biswas, Raymond Atta-Fynn, S? Chakraborty et D. A. Drabold, « Real space information from fluctuation electron microscopy: applications to amorphous silicon », Journal of Physics: Condensed Matter, vol. 19, no 45,‎ , article no 455202 (DOI 10.1088/0953-8984/19/45/455202, Bibcode 2007JPCM...19S5202B, lire en ligne)
  3. (en) S. M. Nakhmanson, P. M. Voyles, Normand Mousseau, G. T. Barkema et D. A. Drabold, « Realistic models of paracrystalline silicon », Physical Review B, vol. 63, no 23,‎ , article no 235207 (DOI 10.1103/PhysRevB.63.235207, Bibcode 2001PhRvB..63w5207N, lire en ligne)
  4. (en) Benjamin H. Savitzky, Robert Hovden, Kevin Whitham, Jun Yang, Frank Wise, Tobias Hanrath et Lena F. Kourkoutis, « Propagation of Structural Disorder in Epitaxially Connected Quantum Dot Solids from Atomic to Micron Scale », Nano Letters, vol. 16, no 9,‎ , p. 5714-5718 (DOI 10.1021/acs.nanolett.6b02382, Bibcode 2016NanoL..16.5714S, lire en ligne)