Journées thématiques “Défauts dans les cristaux: origines, caractérisation et conséquences”, les 2 et 3 septembre 2021 à Lyon

Ces journées thématiques se sont déroulées les 2 et 3 septembre 2021 à la délégation CNRS Rhône-Alpes à Lyon, dans un mode hybride visio-présentiel. Ces journées ont été organisées conjointement par les réseaux CMDO+, CRISTECH et RECIPROCS et ont réuni une soixantaine de personnes dont 36 en présentiel.

Les défauts ont une influence majeure sur les propriétés physico-chimiques des matériaux et il apparaît essentiel de déterminer leur nature, de comprendre leurs origines et leur impact sur les propriétés visées. Dans le cas de matériaux à forte valeur ajoutée, le cahier des charges sur le plan matériau est toujours plus exigeant, notamment en termes de qualité et de contrôle. Cette qualité est conditionnée par l’homogénéité chimique des matériaux, par leur structure, leur microstructure, leur architecture, leurs propriétés spectroscopiques ou encore l’état de surface des composants. Ainsi, les performances et la durée de vie de ces matériaux, sollicités parfois à l’extrême, sont directement liées à ces défauts et leurs effets peuvent se traduire de différentes manières: endommagement, pertes optiques, phénomènes de luminescence parasite, mauvaise gestion de la thermique, modification des propriétés spectroscopiques, dépolarisation du faisceau laser, perturbation du front d’onde ou encore biréfringence thermique dans le cas de matériaux pour l’optique par exemple…

Au regard de ces exigences, cette formation propose de faire un tour d’horizon des différents types de défauts rencontrés dans plusieurs familles de matériaux et en particulier dans les cristaux, de présenter différentes techniques de caractérisation et d’illustrer les effets de ces défauts à travers quelques exemples concrets.

Les objectifs de ces journées sont de:

• Présenter les différents types de défauts rencontrés dans différentes familles de cristaux, dont ceux pour l’optique et les lasers;
• Faire un tour d’horizon des moyens de caractérisations des défauts existants ;
• Faire le lien entre les paramètres d’élaboration du matériau et la formation des défauts ;
• Présenter l’influence des défauts sur les propriétés physiques des matériaux ;
• Maintenir le niveau d’expertise au sein des réseaux CMDO+, CRISTECH et RECIPROCS

Programme des interventions:

• Rémy BOULESTEIX (IRCER, Limoges): Corrélations entre microstructure, architecture et propriétés optiques des céramiques transparentes
• Gurvan BRASSE (CIMAP, Caen): Qualification de cristaux laser et méthodes de caractérisation des défauts
• Gérard COQUEREL (LCMS, Rouen): Two acute problems among molecular crystals: (1) Structural purity and Fluid inclusions
• Patrick CORDIER (UMET-Lille) : Caractérisation des dislocations et déformation plastique dans quelques minéraux 
• Jérôme DEBRAY (Institut Néel, Grenoble): Observation de défauts étendus par topographie aux RX: cas des cristaux pour l’optique
• Isabelle GAUTIER-LUNEAU (Institut Néel, Grenoble): Caractérisation des mâcles par DRX
• Vincent JACQUES (LPS – Université Paris-Saclay, Saclay) : Etude des dislocations et fautes d’empilement par diffraction cohérente des RX par rayonnement synchrotron 
• Pascal LOISEAU (Chimie ParisTech, Paris): Défauts cristallins, thermodynamique et structure
• Cédric MAUNIER (CEA CESTA, Le Barp): Défauts dans les composants optiques pour les lasers de puissance
• Vincent MOTTO-ROS (ILM, Lyon): Imagerie élémentaire LIBS pour la caractérisation des cristaux
• Daniel RYTZ (FEE-EOT, Idar Oberstein / Allemagne): Détection des macles dans le YAB par mesure du pouvoir rotatoire
• Bruno VIANA (IRCP – Chimie ParisTech, Paris): Etude des défauts dans les matériaux pour l’optique par thermoluminescence et RPE et contrôle des défauts par codopage