1. Épitaxie en phase vapeur (VPE) :
- Dans cette technique, la croissance des cristaux se fait à partir d'une phase vapeur. Un matériau source est chauffé à une température élevée, créant une vapeur contenant les composants cristallins souhaités.
- La vapeur se condense ensuite sur un substrat chauffé, où elle cristallise et forme de fines couches du matériau souhaité.
- Le VPE est couramment utilisé pour produire des matériaux semi-conducteurs, tels que l'arséniure de gallium (GaAs) et le phosphure d'indium (InP).
2. Épitaxie par faisceau moléculaire (MBE) :
- MBE est une technique de croissance dans laquelle des cristaux sont formés en déposant des molécules ou des atomes individuels sur un substrat de manière hautement contrôlée.
- Cette méthode utilise des faisceaux moléculaires ou atomiques générés à partir de sources ou de composés élémentaires. Les faisceaux sont dirigés vers le substrat, où ils se condensent et cristallisent couche par couche.
- MBE permet un contrôle précis de la structure cristalline, de la composition et du dopage, ce qui le rend adapté à la fabrication de dispositifs semi-conducteurs de haute qualité.
3. Dépôt chimique en phase vapeur (CVD) :
- CVD est un processus dans lequel des cristaux sont formés par des réactions chimiques entre des espèces gazeuses et une surface solide.
- Un gaz précurseur contenant les composants cristallins souhaités est introduit dans une chambre de réaction, où il réagit avec la surface du substrat.
- Les produits de réaction forment la couche cristalline sur le substrat. Le CVD est largement utilisé dans l’industrie des semi-conducteurs, ainsi que dans la production de revêtements optiques et d’autres matériaux fonctionnels.
4. Procédé Sol-Gel :
- Le procédé sol-gel implique la formation d'une suspension colloïdale (sol) de précurseurs métalliques ou céramiques dans un milieu liquide.
- Le sol est ensuite transformé en gel par des réactions d'hydrolyse et de condensation.
- Le chauffage du gel entraîne d'autres réactions de condensation et la formation d'un réseau poreux. Finalement, le gel se transforme en un matériau cristallin lors d'un traitement thermique ultérieur.
- Le procédé sol-gel permet la synthèse de différents types de matériaux céramiques et d'oxydes métalliques, notamment des films minces, des poudres et des fibres.
5. Synthèse hydrothermale :
- La synthèse hydrothermale est un processus dans lequel des cristaux poussent dans une solution aqueuse à des températures et des pressions élevées.
- La solution contient des nutriments dissous qui constituent les éléments constitutifs de la croissance cristalline.
- La synthèse hydrothermale est souvent utilisée pour produire de gros cristaux de haute qualité composés de divers minéraux, pierres précieuses et autres matériaux inorganiques.
Ces techniques de cristallisation non classiques permettent un contrôle précis de la structure, de la composition et des propriétés cristallines, permettant la synthèse de matériaux avancés pour diverses applications technologiques.
