Des cristaux originaux pour dispositifs optiques
La plupart des gens connaissent le prisme qui disperse les diverses longueurs d'onde qui composent la lumière du soleil. L'éventail ainsi formé résulte des propriétés de dispersion du verre. Les cristaux ont également des propriétés intéressantes qui agissent sur la lumière incidente. De fait, la chimie des cristaux décrit la structure et la fonction de diverses structures cristallisées ou vitreuses. Les cristaux sont (principalement) un assemblage répétitif de motifs atomiques. On peut les faire «croître» pour produire diverses structures en trois dimensions dont les propriétés dépendent des atomes utilisés. Les lasers solides utilisent des cristaux ou des verres pour amplifier le faisceau lumineux émis sur la fréquence du laser. Ils sont basés sur un dopage par des ions métalliques, souvent de lanthanides, les éléments chimiques de la série des terres rares. Récemment, on a largement étudié les tungstates doubles dopés aux ions de lanthanides. Ils se caractérisent par une émission efficace dans le visible et l'infrarouge, ainsi que par des caractéristiques plurifonctionnelles. Les matériaux plurifonctionnels disposent de caractéristiques inhabituelles comme la supraconductivité, la piézoélectricité et la ferroélectricité. Les tungstates doubles de terres rares ont récemment montré des propriétés de magnétostriction, c'est-à-dire des changements élastiques en présence de champs magnétiques. Ils servent dans les dispositifs de stockage optique ou d'imagerie. Les chercheurs du projet DT-CRYS («Double tungstate crystals: synthesis, characterisation and applications») financé par l'UE se sont attachés à synthétiser des tungstates doubles de diverses formes et à évaluer leurs propriétés. Les résultats sont intéressants au niveau des caractéristiques structurales, thermomécaniques, optiques et magnétiques, ainsi que pour la résistivité et le guidage d'ondes. Le but était d'arriver à personnaliser la composition, le dopage et la forme des tungstates doubles en fonction de leur utilisation visée dans le traitement des matériaux, la biomédecine, la biologie et la défense. Les chercheurs ont synthétisé des nanopoudres très homogènes de tungstates doubles, ainsi que des cristaux en vrac et des couches minces dopées. Ils ont également produit des structures guides d'onde et divers modèles pour lasers. Enfin, ils ont évalué les propriétés non linéaires des tungstates doubles plurifonctionnels, pour un usage éventuel dans des systèmes de conversion de longueur d'onde. Les résultats du projet DT-CRYS devraient avoir d'importantes implications sur la fabrication de nouveaux équipements laser dotés de propriétés originales. Ils pourraient conduire à réaliser des cristaux fonctionnels sur mesure, à destination d'autres domaines comme la biologie, la médecine et la défense.
