Jusqu’à présent, nous avons couvert les domaines hautes températures et hautes pressions pour préparer des composés inorganiques et nous avons montré comment les synthèses par combustion auto propagées ou par broyage mécanique pouvaient donner lieu à des procédés moins énergivores de préparation de poudres à propriétés variées. Cependant, certaines applications technologiques nécessitent l’utilisation de cristaux inorganiques de taille et qualités variées. On ne saurait suffisamment rappeler que c’est la synthèse de barreaux de Si (silicium) haute pureté dans les années 1960 qui a permis de donner à la microélectronique et l’informatique l’essor qu’on leur connaît aujourd’hui. Ce cours traite donc de la croissance de monocristaux via des méthodes faisant intervenir une réactivité à l’état liquide plutôt que solide. De nombreuses voies de synthèse de monocristaux telles que la méthode Czochralski, le procédé Bridgman et Verneuil, mais aussi les procédés par zones flottantes, voire la croissance par transports en phase vapeurs ou par sels fondus, seront décrits via des exemples concrets. Une attention spéciale sera portée sur les sels fondus dont le chimiste Henri Moissan fut un des grands pionniers. La synthèse en sels fondus, dont l’art repose sur le choix du fondant (le sel) ayant une température de fusion des moins élevées et une compatibilité chimique avec les réactants, permet de préparer une multitude de cristaux, voire de nouveaux matériaux cristallins, nanocristallins ainsi que des poudres (d’oxydes, chalcogénures et autres).
Enfin, dans le contexte du développement durable, il est essentiel de réaliser ces réactions en sels fondus à des températures plus modérées – l’arrivée des liquides ioniques comme fondant permettant ainsi de réaliser des synthèses à basses températures. C’est ainsi que la synthèse inorganique en milieu liquide ionique est en plein essor. Elle permet de préparer de nouveaux composés métastables à des températures inférieures à 300 °C.
