Structure des solides

Dans un corps composé qui contient deux éléments, si la proportion de ces deux éléments est identique à celle du groupement formulaire, on dit que le composé est stoechiométrique. Si les défauts modifient la composition du cristal, le composé est non stoechiométrique.

C'est par exemple le cas de l'oxyde de fer \(\textrm{FeO}\). Suivant des conditions expérimentales le déficit en atome de fer peut aller jusqu'à \(\textrm{Fe}_\textrm{ 0,862}\textrm O\). On exprime la composition de cet oxyde déficitaire en fer par la formule \(\textrm{Fe}_{1-\textrm x}\textrm O\). Pour conserver l'électroneutralité, une partie des ions \(\textrm{Fe}^{2+}\) est remplacée par du \(\textrm{Fe}^{3+}\).

Le dopage d'un cristal consiste à modifier sa composition en y ajoutant en faible quantité un autre élément sans modifier la structure cristalline. On utilise cette technique pour produire des composés non stoechiométriques aux propriétés remarquables. Ainsi, dans le domaine des semi-conducteurs, le dopage du silicium avec un élément plus riche en électrons tel que le phosphore conduit à une conduction par électrons. On obtient alors un semi-conducteur dit "de type n". Inversement le dopage avec un élément comportant moins d'électrons tel que le bore entraîne un déficit d'électrons et une conduction "par trous" caractéristique d'un semi-conducteur dit "de type p".