PiézoélectricitéLa piézoélectricité (du grec πιέζειν, piézein, presser, appuyer) est la propriété que possèdent certains matériaux de se polariser électriquement sous l’action d’une contrainte mécanique et réciproquement de se déformer lorsqu’on leur applique un champ électrique. Les deux effets sont indissociables. Le premier est appelé effet piézoélectrique direct ; le second effet piézoélectrique inverse. Cette propriété trouve un très grand nombre d’applications dans l’industrie et la vie quotidienne.
Pérovskite (structure)La pérovskite, du nom du minéralogiste russe L. A. Perovski, est une structure cristalline commune à de nombreux oxydes. Ce nom a d'abord désigné le titanate de calcium de formule CaTiO, avant d'être étendu à l'ensemble des oxydes de formule générale ABO présentant la même structure. Les pérovskites présentent un grand intérêt en raison de la très grande variété de propriétés que présentent ces matériaux selon le choix des éléments A et B : ferroélasticité (par exemple ), ferroélectricité (par exemple ), antiferroélectricité (par exemple PbZrO), ferromagnétisme (par exemple YTiO), antiferromagnétisme (LaTiO) La structure pérovskite de plus haute symétrie est une structure de symétrie cubique.
PérovskiteLa pérovskite désigne originellement un minéral du titanate de calcium de formule . On appelle plus généralement pérovskites les minéraux de même structure, dont un polymorphe de considéré comme le minéral le plus abondant du manteau terrestre. Dans la croûte, les pérovskites sont des minéraux accessoires communément trouvés dans les carbonatites et l'un des hôtes majeurs pour les terres rares et le niobium. Cette espèce minérale a été décrite en 1839 par le minéralogiste allemand Gustav Rose, à partir d'échantillons provenant de l'Oural.
PZTLes PZT, ou titano-zirconates de plomb, sont des composés chimiques de formule , où . Il s'agit de céramiques de structure pérovskite présentant plusieurs propriétés intéressantes : ferroélectricité, c'est-à-dire qu'elles ont une polarisation électrique spontanée, qui peut être inversée par l'application d'un champ électrique ; piézoélectricité, c'est-à-dire qu'elles peuvent changer de forme si on leur applique un champ électrique, ou qu'elles peuvent générer une tension électrique entre deux faces lorsqu'on leur applique une déformation — propriété particulièrement utile pour les capteurs, les transducteurs, les actionneurs au sens large ; pyroélectricité, c'est-à-dire qu'elles peuvent générer une tension électrique lorsqu'on modifie leur température, d'où des applications dans les sondes de température.
Cristal (verre)vignette|Verre en cristal, gravé, à motif d'oiseau. Le cristal est un type de verre riche en plomb (contenant au moins 23 % d'oxyde de plomb en masse). Le plomb abaisse le point de fusion du verre, tout en stabilisant sa composition. Il le rend plus lumineux (effet « arc en ciel »), plus dense (typiquement 30% de surcroît par rapport au verre de silice, voire beaucoup plus pour des concentrations élevées de plomb) et lui confère une sonorité particulière. Par ailleurs, le cristal, plus que le verre, peut être plus facilement taillé.
FerroélectricitéOn appelle ferroélectricité la propriété selon laquelle un matériau possède une polarisation électrique à l'état spontané, polarisation qui peut être renversée par l'application d'un champ électrique extérieur. La signature d'un matériau ferroélectrique est le cycle d'hystérésis de la polarisation en fonction du champ électrique appliqué. Le préfixe ferro- fut emprunté au ferromagnétisme par analogie.
Structure cristallineLa structure cristalline (ou structure d'un cristal) donne l'arrangement des atomes dans un cristal. Ces atomes se répètent périodiquement dans l'espace sous l'action des opérations de symétrie du groupe d'espace et forment ainsi la structure cristalline. Cette structure est un concept fondamental pour de nombreux domaines de la science et de la technologie. Elle est complètement décrite par les paramètres de maille du cristal, son réseau de Bravais, son groupe d'espace et la position des atomes dans l'unité asymétrique la maille.
Plombvignette|Galène (forme naturelle cristallisée du sulfure de plomb). vignette|Nodules de plomb, raffinés par électrolyse, à côté d'un cube de de plomb pur à plus de 99,9 %. Le plomb est l'élément chimique de numéro atomique 82, de symbole Pb. Dans les conditions standard, le corps simple plomb est un métal malléable et gris bleuâtre, qui blanchit lentement en s'oxydant. Le mot plomb et le symbole Pb viennent du latin plumbum (le métal plomb). Le plomb appartient au groupe 14 et à la période 6 du tableau périodique.
Microscopie électronique en transmissionvignette|upright=1.5|Principe de fonctionnement du microscope électronique en transmission. vignette|Un microscope électronique en transmission (1976). La microscopie électronique en transmission (MET, ou TEM pour l'anglais transmission electron microscopy) est une technique de microscopie où un faisceau d'électrons est « transmis » à travers un échantillon très mince. Les effets d'interaction entre les électrons et l'échantillon donnent naissance à une image, dont la résolution peut atteindre 0,08 nanomètre (voire ).
Solution solideLa notion de solution solide est une notion thermodynamique. C'est un mélange de corps purs formant un solide homogène. Pour un liquide, la notion de solution est assez intuitive : lorsqu'un corps est en solution, on ne peut pas le distinguer dans le solvant même au microscope optique. Sinon, on parle de précipité ou d'émulsion. Pour un solide, le cas est un peu différent : dans certains cas le solide est homogène à l'échelle macroscopique mais le microscope permet de distinguer deux phases différentes.
Dioxyde de plombLe dioxyde de plomb, ou oxyde de plomb(IV), est un oxyde du plomb de formule brute , où le plomb a le nombre d'oxydation +. Ce composé chimique est un ampholyte. Il est notamment utilisé dans les batteries au plomb pour ses propriétés d'oxydant fort. Deux formes cristallines sont connues : orthorhombique, identifié en 1941. Il existe dans la nature sous la forme du minéral appelé , découvert en 1988 dans des roches collectées à Bingham (Nouveau-Mexique, États-Unis) et Mapimí (Durango, Mexique) ; tétragonal.
Cellule photovoltaïque à pérovskiteUne cellule photovoltaïque à pérovskite est un type de cellule photovoltaïque dont la couche active est constituée d'un matériau de formule générale à structure pérovskite dans laquelle A est un cation, généralement de méthylammonium (MA), de formamidinium ou de césium , B est un cation d'étain ou de plomb , et X est un anion halogénure tel que chlorure , bromure ou iodure . Le rendement des cellules photovoltaïques utilisant ces matériaux est en constante augmentation depuis la fin des années 2000.
Couche minceUne couche mince () est un revêtement dont l’épaisseur peut varier de quelques couches atomiques à une dizaine de micromètres. Ces revêtements modifient les propriétés du substrat sur lesquels ils sont déposés. Ils sont principalement utilisés : dans la fabrication de composants électroniques telles des cellules photovoltaïques en raison de leurs propriétés isolantes ou conductrices ; pour la protection d'objets afin d'améliorer les propriétés mécaniques, de résistance à l’usure, à la corrosion ou en servant de barrière thermique.
Diffraction de poudrevignette|320x320px|Paterne de poudre d'électron (rouge) d'un film d'aluminium avec une superposition de spirales (vert) et une ligne d'intersection (bleue) qui détermine le paramètre de réseau. La diffraction de poudre est une technique scientifique utilisant la diffraction aux rayons X, la diffraction de neutrons ou la diffraction des électrons sur des échantillons en poudre ou micro-cristallins pour la caractérisation structurale de matériaux. L'instrument dédié à l'exécution de ces mesures est appelé un diffractomètre de poudre.
PyroélectricitéLa pyroélectricité (du grec πῦρ, pyr, feu) est la propriété d'un matériau dans lequel un changement de température entraine une variation de polarisation électrique. Cette variation de polarisation crée une différence de potentiel temporaire, celle-ci disparaissant après le temps de relaxation diélectrique. Cette variation peut générer un courant électrique, ce qui rend ces matériaux utiles pour la détection de radiations ou la production d'électricité. Ils sont tout particulièrement utilisés dans certains détecteurs infrarouge.
Ceramic resonatorA ceramic resonator is an electronic component consisting of a piece of a piezoelectric ceramic material with two or more metal electrodes attached. When connected in an electronic oscillator circuit, resonant mechanical vibrations in the device generate an oscillating signal of a specific frequency. Like the similar quartz crystal, they are used in oscillators for purposes such as generating the clock signal used to control timing in computers and other digital logic devices, or generating the carrier signal in analog radio transmitters and receivers.
Énergie réticulaireLa stabilité d'un cristal est caractérisée par son énergie réticulaire Er, qui est l'énergie nécessaire pour décomposer une mole d'un solide cristallisé en ses constituants en phase gazeuse. Plus Er est importante, plus le solide est stable. L'énergie réticulaire est une énergie interne définie à T = . La technique la plus courante pour calculer l'énergie réticulaire consiste à réaliser le cycle de Born-Haber, qui exploite plusieurs composantes énergétiques connues pour calculer celles inconnues.
Unit cellIn geometry, biology, mineralogy and solid state physics, a unit cell is a repeating unit formed by the vectors spanning the points of a lattice. Despite its suggestive name, the unit cell (unlike a unit vector, for example) does not necessarily have unit size, or even a particular size at all. Rather, the primitive cell is the closest analogy to a unit vector, since it has a determined size for a given lattice and is the basic building block from which larger cells are constructed.
Relation diagonaleUne relation diagonale existe entre certains éléments chimiques voisins des deuxième et troisième périodes du tableau périodique. Il s'agit des paires : lithium - magnésium béryllium - aluminium bore - silicium carbone - phosphore azote - soufre oxygène - chlore (du point de vue de l'électronégativité) Par exemple, la solubilité des sels de lithium ressemble plus à celle des sels de magnésium correspondants qu'à celle des sels des autres métaux alcalins.
Thin-film bulk acoustic resonatorA thin-film bulk acoustic resonator (FBAR or TFBAR) is a device consisting of a piezoelectric material manufactured by thin film methods between two conductive – typically metallic – electrodes and acoustically isolated from the surrounding medium. The operation is based on the piezoelectricity of the piezolayer between the electrodes. FBAR devices using piezoelectric films with thicknesses ranging from several micrometres down to tenths of micrometres resonate in the frequency range of 100 MHz to 20 GHz.
