Diamant (cristal)
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2008-06-04T18:19:50Z
Rhadamante
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/* Cristal de type « blende » */ correction
Un [[cristal]] de type « '''diamant''' » ou « '''blende''' » est une forme dérivée du cristal [[cubique à faces centrées]] (cfc).
Il peut se décrire de différentes façons, notamment par l'enchevêtrement de deux mailles élémentaires d'un cristal de type cfc, ou plus simplement par la maille élémentaire d'un cristal cfc dont quatre des huit sites tétraèdriques sont occupés.
Pour résumer, un cristal de type ''diamant'' ou ''blende'' comporte un atome:
* aux 8 sommets d'un [[cube]] ;
* au centre de chacune des faces de ce cube.
* dans quatre des huit sites tétraèdriques<ref>C'est à dire au centre du tétraèdre formé par un coin du cube et les trois atomes au centre des faces se coupant en ce coin</ref> du cube
== Cristal de type « diamant » ==
=== Définition ===
On parle de cristal type « ''diamant'' » lorsque tous les atomes qui compose la maille élémentaire sont identiques. Les [[semi-conducteur]]s comme le [[silicium]] ou le [[germanium]] ont une structure de type « diamant ». C'est aussi le cas pour le [[zinc]] type-α, et bien entendu pour le [[carbone]] [[diamant]]
[[image:Diamond Cubic-F lattice animation.gif|thumb|center|maille élémentaire de type « diamant »]]
=== Caractéristiques ===
==== Nombre d'atomes par maille ====
La structure cristalline de type « diamant » comporte donc:
* 8 atomes aux coins qui comptent pour 1/8
* 6 atomes au centre des 6 faces qui comptent pour 1/2
* 4 atomes a l'intérieur du cube, dans 4 des 8 sites tétraèdriques qui comptent pour 1
La structure de type diamant compte donc '''8 atomes par maille''' (contre 4 pour une structure de type cubique faces centrées classique)
La maille élémentaire de la structure cristalline de type "diamant" compte 2 atomes.
==== Paramètre de maille ====
Dans le modèle des sphères dures, la distance de contact est celle entre un atome de coin et celui d'un site tétraèdrique.
On observe, selon la grande diagonale que:
<math> \frac{a \sqrt{3}}{4} = 2 R</math><br/>
On en déduit donc le paramètre de [[Maille (cristallographie)|maille]] est: <math> a = \frac{8 R}{\sqrt{3}}</math>
==== Compacité ====
La [[compacité (cristallographie)|compacité]] du cristal type diamant est de:
<math>c = \frac{\mathrm{Volume~occup\acute e}}{\text{Volume total}}=\frac{8 \times V_{atome}}{a^3}=\frac{8 \times (\frac{4}{3} \cdot \pi R^3)}{\left(\frac{8 R}{\sqrt{3}} \right)^3} = \frac{\pi \sqrt{3}}{16} \simeq 0,34 </math>
ce qui en fait un empilement très peu compact.
== Cristal de type « blende » ==
On parle de cristal type « ''blende'' » pour des cristaux de même structure que le diamant, mais composés de deux types d'atomes différents. Ainsi la maille élémentaire comporte deux types d'atomes différents: les atomes qui composent la maille cfc étant d'une sorte, les quatre atomes dans les sites tétraèdriques de l'autre sorte.
C'est le cas de la [[sphalérite]] (ZnS - nom actuel de la '''blende'''), et de la plupart des composés de type I-VII, II-VI (CdS, ZnSe, CdSe, CdTe, ZnTe, BeTe,..), III-V ([[arséniure de gallium]] (GaAs), [[phosphure d'indium]] (InP), etc.) ou d'alliage de silicium ([[silicium-germanium]], [[carbure de silicium]] type-β), dont la plupart sont des [[semi-conducteur]]s.
[[Image:Gallium-arsenide-unit-cell-3D-balls.png|thumb|center|200 px|maille élémentaire d'arséniure de gallium]]
== Références ==
<references />
== Voir aussi ==
=== Articles connexes ===
* [[diamant]]
* [[Structure cristalline]]
* [[Réseau de Bravais]]
=== Liens et documents externes ===
*
[[Catégorie:Cristallographie]]
[[de:Diamantstruktur]]
[[en:Diamond cubic]]
{{Portail|minéralogie|physique}}