Propriétés physiques des matériaux solides

Voilà un ouvrage qui va pouvoir intéresser de nombreux étudiants et ingénieurs.

Connaître plus précisément la matière est le but de ce livre, assez souvent la représentation atomique de Niels Bohr est notre référence, nous allons pouvoir affiner cette vision.

Son auteur est Roland Fortunier, Professeur des universités à l' Ecole Centrale de Lyon / ENISE, ancien directeur de l'ENISE et de l' ISAE-ENSMA  à Poitiers.

Il est Ingénieur Civil des Mines (E80) et docteur en sciences des matériaux.

Le point de départ de cet ouvrage est la notion d’électron et son comportement ondulatoire. Il fait entrer le lecteur dans la matière pour mieux comprendre l’origine de certaines propriétés des matériaux et en particulier celles des métaux et des semi-conducteurs.

Trois parties décrivent successivement l’électron dans un cadre quantique, les solides cristallins et les modèles de comportement des électrons dans un solide.

Tout au long de l’ouvrage, des références historiques sont données pour que le lecteur puisse aller à l’origine des concepts mis en place.

Ces références sont complétées par des ouvrages plus récents, qui permettent d’avoir une vision globale de chacune des trois parties de l’ouvrage.

En 100 ans environ, la physique des matériaux a beaucoup évolué. Elle est passée d’un modèle déterministe, basé sur le principe de Newton, à un modèle probabiliste, basé la dualité onde – corpuscule.

Cette évolution a permis une meilleure compréhension du comportement des métaux et des semi-conducteurs. Elle est le résultat de nombreuses discussions animées entre chercheurs lors de congrès scientifiques, par exemple sur la façon de représenter le moment cinétique intrinsèque (ou spin) de l’électron.

Elle a ensuite conduit au développement de produits innovants tels que l’ordinateur, le téléphone portable, les cellules photovoltaïques…

Le présent ouvrage est destiné aux étudiants de licence, de master ou en début d’école d’ingénieurs, ainsi qu’à toute personne intéressée par la physique des matériaux. Le point de départ est la notion d’électron, particule élémentaire mise en évidence en 1897 et de son comportement ondulatoire. L’électron fait entrer le lecteur dans la matière pour mieux comprendre l’origine de certaines propriétés des matériaux et en particulier celles des métaux et des semi-conducteurs.

Trois parties décrivent successivement (I) l’électron dans un cadre quantique, (II) les solides cristallins et (III) les modèles de comportement des électrons dans un solide. Une lecture alternative de cet ouvrage consiste à parcourir la dernière partie dédiée aux modèles, en allant chercher progressivement dans les parties précédentes les notions nécessaires à leur compréhension. Tout au long de l’ouvrage, des références historiques sont données pour que le lecteur puisse aller à l’origine des concepts mis en place. Ces références sont complétées par des ouvrages plus récents, qui permettent d’avoir une vision globale de chacune des trois parties de l’ouvrage.

Le XXe siècle a vu la naissance de la micro-électronique et des nanotechnologies. Le XXIe siècle verra sans doute le développement des ordinateurs quantiques et de l’intelligence artificielle. Tout ceci est possible grâce aux progrès permanents de la physique des matériaux. Avec cet ouvrage, le lecteur acquerra une bonne compréhension des avancées récentes dans ce domaine et pourra ainsi mieux en appréhender les évolutions futures.