Brevet FR2975707A1 — publié le 20121130

-1- « Procédé de croissance d'un solide cristallin, solide cristallin et dispositif associés » Domaine technique La présente invention concerne un procédé de croissance d'un solide cristallin, lors duquel un matériau de cristallisation est chauffé jusqu'à être mis en fusion, puis refroidi pour former un solide cristallin. Elle concerne également un solide cristallin obtenu par un tel procédé et 10 un dispositif pour la mise en oeuvre d'un tel procédé. Dans tout le texte, un solide cristallin désigne un solide monocristallin ou polycristallin. Un solide polycristallin est un matériau solide constitué d'un assemblage d'une multitude de petits cristaux appelés cristallites de taille et d'orientation 15 variées, par opposition à un solide monocristallin constitué d'un seul et unique cristal. On parlera dans la suite de « cristal » pour désigner un solide monocristallin. Un cristal est un solide dans lequel la répartition des atomes, molécules 20 ou ions est régulière et périodique selon les trois dimensions spatiales. Un solide cristallin peut être par exemple composé d'un oxyde, un silicate, un sulfure, un mélange de plusieurs de ces éléments. Le domaine de l'invention est plus particulièrement mais de manière non limitative celui de la croissance de cristaux lasers. 25 Etat de la technique antérieure On connaît dans l'art antérieur différents procédés de croissance d'un solide cristallin. Tous reposent sur l'utilisation d'un matériau de départ, dit matériau de 30 cristallisation avant mise en fusion, déposé au fond d'un creuset, mis en fusion puis refroidi. Le matériau de cristallisation avant mise en fusion peut être formé par : - un unique solide cristallin, notamment un unique cristal ; 2975707 -2- - des morceaux de solide cristallin, notamment des morceaux de cristal, sous la forme de petits morceaux de taille centimétrique, ou d'un amas d'éclats ; et/ou - au moins une poudre d'oxyde apte à former un solide cristallin. 5 Un amas d'éclats désigne une multitude de morceaux de solide cristallin et notamment de morceaux de cristal, de taille millimétrique. On peut également parler de concassage. L'homme du métier emploiera préférentiellement le terme anglais « crackle ». On distingue : - le matériau de cristallisation avant mise en fusion, en phase solide ; - le matériau de cristallisation (mis) en fusion, et phase liquide après mise en fusion ; et - le matériau cristallisé, en phase solide après refroidissement. Le creuset est constitué d'un matériau possédant une température de 15 fusion sensiblement supérieure à celle des composants du matériau de cristallisation avant mise en fusion. Ces procédés peuvent être mis en oeuvre pour obtenir un cristal laser, c'est-à-dire un cristal ou matrice cristalline dans lequel certains atomes sont remplacés par un autre atome chargé électriquement, appelé « ion dopant », 20 et optiquement actif. Le cristal laser constitue un milieu à gain optique. On connaît par exemple le procédé dit « Bridgman horizontal ». Ce procédé de croissance d'un cristal consiste à déposer dans un creuset le matériau de cristallisation avant mise en fusion, puis à placer intégralement le 25 creuset à l'horizontale dans la partie chaude d'un four. On obtient dans le creuset un matériau de cristallisation en fusion. Ensuite, on déplace latéralement et progressivement le creuset vers l'extérieur du four de façon à refroidir lentement le matériau de cristallisation en fusion en partant de l'une des extrémités du creuset. 30 Selon une variante de ce procédé dite « technique de gradient de température », on ne déplace pas le creuset par rapport au four. A la place, on simule ce déplacement en modifiant la distribution de chaleur dans la partie chaude du four. Un inconvénient de ces procédés est que l'on obtient nécessairement un 35 cristal dont la structure reflète le coefficient de ségrégation k entre deux 2975707 -3- composants du matériau de cristallisation. Ce coefficient de ségrégation k est représentatif d'un rapport de concentration d'un élément du matériau de cristallisation, selon que le matériau de cristallisation soit en phase liquide (en fusion) ou en phase solide cristallisée (après mise en fusion et 5 refroidissement). On peut également parler d'un rapport de solubilité de l'élément dans le matériau de cristallisation, selon que ledit matériau de cristallisation soit en phase liquide ou solide cristallisée. Le coefficient de ségrégation k peut par exemple désigner le rapport entre les quantités de dopant (c'est-à-dire les quantités d'ion dopant) 10 présentes respectivement dans la phase solide cristallisée et la phase liquide du matériau de cristallisation. Ce coefficient de ségrégation est spécifique d'un couple dopant et matrice. Par exemple k vaut environ l'unité pour de l'Ytterbium (Yb) dans une matrice de grenat d'aluminium et d'yttrium (YAG, de composition chimique Y3Al2O12). En conséquence, le cristal obtenu sera spatialement homogène en concentration d'ytterbium. Pour du Néodyme (Nd) dans une matrice de YAG, k est inférieur à l'unité. Au fur et à mesure de la cristallisation du matériau de cristallisation mis en fusion, des éléments Néodyme sont rejetés dans la phase liquide ce qui augmente leur concentration dans la phase liquide. En conséquence, le cristal obtenu sera spatialement inhomogène en concentration de néodyme. On connaît également dans l'art antérieur le procédé dit « Bagdasarov ». Ce procédé diffère du Bridgman horizontal par le fait que le creuset ne se trouve pas dans le four au début du processus et que la taille de la zone chaude du four est inférieure à celle du creuset. A un instant donné, seule la fraction de matériau du creuset présente dans la partie chaude du four est en phase liquide. Le processus repose sur le déplacement progressif du creuset dans la 30 partie chaude du four. Ainsi on observe, au cours du processus de cristallisation, trois états de la matière : - cristallisée, à l'extrémité du creuset sortie du four en premier (le matériau de cristallisation ayant cristallisé après mise en fusion et refroidissement) ; 2975707 -4- - liquide, au centre du creuset, dans la partie chaude du four (matériau de cristallisation mis en fusion) ; - solide et sous la forme de matériau de cristallisation avant mise en fusion, à extrémité du creuset qui n'est pas encore entrée dans la 5 partie chaude du four. Ce procédé présente également comme inconvénient que l'on obtient nécessairement un cristal dont la structure reflète un coefficient de ségrégation k entre deux composants du matériau de cristallisation. Pour reprendre l'exemple d'un cristal dopé, et lorsque le coefficient de 10 ségrégation n'est pas égal à l'unité, la concentration en matériau dopant dans le matériau de cristallisation en fusion varie à chaque instant avec la position du creuset dans le four. Il en résulte une variation de la composition du cristal, ici son taux de dopage, au fur et à mesure de la formation du cristal, à partir d'une extrémité du creuset. 15 Cette variation n'est pas contrôlée puisqu'elle est définie par le coefficient de ségrégation. Pour le cas de l'Ytterbium dans le YAG, comme k est quasiment égal à l'unité, la variation de dopage dans le cristal extrait du creuset en fin de processus est très faible (par exemple moins de 1% de différence entre la concentration maximale et minimale dans un cristal 20 Yb :YAG). Au contraire, pour le Néodyme dans le YAG, un gradient important de dopage peut-être observé. Dans tous les cas, la distribution de dopant finale est subie, résultant simplement de la valeur de k. On connaît également dans l'art antérieur le procédé décrit dans le 25 brevet américain US 5,650,008 où un ajout de matière dans le matériau de cristallisation en fusion, au fur-et-à-mesure de la formation du cristal, permet de contrôler la concentration en dopant lors d'un processus de Bridgman vertical. Un inconvénient d'un tel dispositif est qu'il requiert la mise en oeuvre 30 d'une installation complexe. Un autre inconvénient d'un tel dispositif est que l'ajout de matière dans le matériau de cristallisation en fusion créée des impuretés (par exemple des bulles de gaz) qui dégradent la qualité notamment optique du cristal obtenu. Un autre inconvénient d'un tel dispositif est qu'il est difficile de conserver 35 un équilibre chimique (on parle de proportions stoechiométriques) entre 2975707 -5- différents éléments mis en fusion, pour obtenir le matériau cristallisé souhaité. Un objectif de la présente invention est de proposer un procédé de 5 croissance d'un solide cristallin qui ne présente pas les inconvénients de l'art antérieur. En particulier, un objectif de la présente invention est de proposer un procédé de croissance d'un solide cristallin : - qui permette de maîtriser la distribution spatiale d'une 10 concentration d'au moins un élément dans un solide cristallin ; - qui permette d'obtenir un solide cristallin de grande qualité, notamment optique ; - qui ne requiert pas une installation complexe pour être mis en oeuvre ; 15 - qui soit simple à mettre en oeuvre ; et notamment : - qui permette de fabriquer un solide cristallin et plus particulièrement un cristal présentant une variation spatiale non monotone de concentration d'un élément ; 20 - qui permette de fabriquer un solide cristallin et plus particulièrement un cristal présentant une variation spatiale de concentration d'un élément, où cet élément présente un coefficient de ségrégation dans le matériau de cristallisation, égal à l'unité ; 25 - qui permette de fabriquer un solide cristallin et plus particulièrement un cristal ne présentant aucune variation spatiale de concentration d'un élément, où cet élément présente un coefficient de ségrégation dans le matériau de cristallisation, différent de l'unité. Un autre objectif de la présente invention est de proposer un solide cristallin obtenu par un tel procédé et un dispositif spécialement conçu pour la mise en oeuvre d'un tel procédé. 2975707 -6- Exposé de l'invention Cet objectif est atteint avec un procédé de croissance d'un solide cristallin par fusion puis refroidissement d'un matériau de cristallisation, dans lequel le matériau de cristallisation réparti sur un support est mis en fusion 5 dans la région d'action d'une source de chaleur. Selon ce procédé : - hors de la région d'action, on répartit sur le support au moins une partie du matériau de cristallisation avant mise en fusion, pour que l'ensemble du matériau de cristallisation forme au 10 moins deux zones de compositions différentes, et - le matériau de cristallisation étant réparti sur une longueur supérieure à la longueur de la région d'action, on réalise un déplacement de la région d'action relativement au matériau de cristallisation, de façon à placer successivement dans la région 15 d'action puis hors de la région d'action, des portions du matériau de cristallisation de compositions différentes. La source de chaleur permet avantageusement de chauffer le matériau de cristallisation à la température de fusion maximale parmi une ou plusieurs températures de fusion des composants du matériau de cristallisation. 20 La région d'action de la source de chaleur désigne la région dans laquelle le matériau de cristallisation est en fusion. Placer successivement dans la région d'action des portions du matériau de cristallisation de compositions différentes revient à faire entrer en fusion successivement des portions du matériau de cristallisation de compositions 25 différentes. De préférence, le matériau de cristallisation respecte des contraintes dites stoechiométriques spécifiques (c'est-à-dire un rapport chimique entre les composants pour obtenir un solide cristallin recherché après refroidissement du matériau de cristallisation mis en fusion). 30 Si le rapport stoechiométrique n'est pas satisfait, il peut résulter que le solide cristallin obtenu après refroidissement soit de nature différente de ce qui était recherché. Par exemple, on peut obtenir un cristal de YAG avec comme oxydes de départ de l'oxyde d'yttrium (Y203) et de l'oxyde d'aluminium (Al203), dans un 35 rapport molaire de 3/5= 60%. Le mélange stoechiométrique de trois -7- molécules de Y2O3 et cinq molécules de AI2O3 donne en effet deux molécules de Y3Al2O12. Si ce rapport est légèrement inférieur à 3/5, le cristal obtenu présentera des zones où aura cristallisé le YAG recherché, mais aussi des zones où aura cristallisé un autre cristal correspondant à la structure 2Y2O3rAl2O3. Après refroidissement, le creuset hébergera dès lors un solide polycristallin. Contrairement à certains procédés connus dans lesquels l'ensemble du matériau de cristallisation est mis en fusion en même temps et se mélange par l'intermédiaire de cellules de convection dans le liquide mis en fusion pendant plusieurs heures, on choisit ici de ne mettre en fusion à chaque instant qu'une partie du matériau de cristallisation, celle soumise à la région d'action. Le déplacement de la région d'action relativement au matériau de cristallisation combiné au fait que la longueur du matériau de cristallisation est supérieure à la longueur de la région d'action, permet que différentes portions du matériau de cristallisation soient successivement (tour à tour) mises en fusion (dans la région d'action) puis refroidies pour cristalliser (en sortant de la région d'action). La longueur du matériau de cristallisation et la longueur de la région d'action sont mesurées selon la direction du déplacement relatif de la région d'action par rapport au matériau de cristallisation. Elles peuvent correspondre à la longueur de la projection - de la portion de matériau de cristallisation mise en fusion à un instant 25 correspondant, et respectivement - de la région d'action sur l'axe de déplacement relatif de la région d'action par rapport au matériau de cristallisation. A chaque instant et grâce au déplacement relatif de la région d'action 30 par rapport au matériau de cristallisation, la partie en fusion du matériau de cristallisation peut présenter une composition moyenne différente résultant du mélange dans les cellules de convection d'éléments issus d'au moins deux zones contigües. La composition moyenne du matériau de cristallisation mis en fusion est liée à la composition de la portion de solide cristallin qui se 35 forme en sortie de la région d'action. 2975707 -8- On parle de déplacement de la région d'action relativement au matériau de cristallisation : - on peut déplacer le matériau de cristallisation dans une source de chaleur immobile ; 5 - on peut déplacer une source de chaleur autour d'un matériau de cristallisation immobile ; - on peut déplacer la région d'action dans une source de chaleur immobile et autour d'un matériau de cristallisation immobile (par exemple on actionne successivement une résistance puis une 10 autre dans un four). On peut ainsi réaliser de façon maîtrisée une distribution spatiale quelconque de concentration d'au moins un élément dans un solide cristallin, peu importe en particulier une valeur de coefficient de ségrégation de l'élément dans le matériau de cristallisation. 15 Par exemple, on peut réaliser de façon maîtrisée : - un solide cristallin, en particulier un cristal, présentant une variation spatiale non monotone de concentration d'un élément ; - un solide cristallin, en particulier un cristal, présentant une distribution spatiale de concentration d'un élément quelconque, 20 par exemple linéaire, exponentielle, etc ; - un solide cristallin, en particulier un cristal, présentant une variation spatiale de concentration d'un élément, ledit élément présentant un coefficient de ségrégation dans le matériau de cristallisation égal à l'unité ; - un solide cristallin, en particulier un cristal, ne présentant aucune variation spatiale de concentration d'un élément, ledit élément présentant un coefficient de ségrégation différent de l'unité ; - tout gradient non nul de concentration d'un élément dans un solide cristallin, en particulier un cristal, et plus spécifiquement un gradient de dopage dans un cristal dopé. Le procédé selon l'invention ne requiert pas l'ajout de matériau en cours de processus de cristallisation, ce qui n'implique pas l'utilisation d'une installation complexe et onéreuse pour être mis en oeuvre. 2975707 -9- La répartition d'au moins une partie du matériau de cristallisation pour que l'ensemble du matériau de cristallisation forme moins deux zones de compositions différentes, se fait hors de la région d'action. Le matériau de cristallisation peut être ajouté sur un support vide ou ne comprenant que du 5 matériau de cristallisation avant mise en fusion : on peut ainsi facilement connaître les compositions à chaque endroit de chaque élément, et ainsi respecter des proportions stoechiométriques notamment pour former un cristal (solide monocristallin). 10 Dans les procédés au cours desquels on ajoute de la matière dans la phase en fusion, la zone d'injection induit une perturbation qui peut favoriser la formation de bulles ou autres particules diffusantes. Dans le procédé selon l'invention, on n'ajoute pas de matière dans une phase liquide du matériau de cristallisation. 15 On peut ainsi obtenir des solides cristallins dont la distribution spatiale de la composition est maîtrisée et pour lesquels au moins une propriété physique ou chimique est améliorée. L'au moins une propriété physique ou chimique peut notamment comprendre une qualité optique, une résistance mécanique, etc. 20 Par exemple, on peut réaliser un cristal pour des applications en optique, présentant une grande qualité optique. La qualité optique d'un cristal peut être mesurée par la déformation de la surface d'onde d'une onde traversant le cristal. On obtient par exemple une déformation égale à un dixième de longueur d'onde RMS (pour l'anglais « Root Mean Square », désignant une 25 valeur quadratique moyenne), où la longueur d'onde est celle de l'onde traversant le cristal. De préférence, on répartit l'ensemble du matériau de cristallisation sur le support avant qu'une quelconque portion de l'ensemble du matériau de 30 cristallisation n'ait commencé à se liquéfier. On peut répartir le matériau de cristallisation solide sur le support vide. On peut également envisager de répartir une portion de matériau de cristallisation alors qu'une autre portion du matériau de cristallisation est déjà mise en fusion. On peut notamment ajouter du matériau de cristallisation 2975707 -10- solide dans une portion de matériau de cristallisation qui n'est pas encore entrée en fusion, alors que le processus de cristallisation est en cours. On répartit de préférence au moins une partie du matériau de 5 cristallisation, en le déposant dans un support formé par un creuset. Le déplacement de la région d'action relativement au matériau de cristallisation correspond alors à un déplacement de la région d'action relativement au creuset. 10 De préférence, on réalise un déplacement de la région d'action relativement au matériau de cristallisation selon un plan sensiblement horizontal. Le plan sensiblement horizontal peut former un angle compris entre plus 10° et moins 10° par rapport à un plan horizontal. 15 Le maintien à l'horizontale du matériau de cristallisation évite une modification, sous l'effet de la gravité, de la répartition et de la composition des différentes zones dans le matériau de cristallisation, en particulier dans la partie en fusion du matériau de cristallisation. On s'assure ainsi une meilleure maîtrise de la composition du solide 20 cristallin final, en particulier en cas de différences de densité des différents composants du matériau de cristallisation avant mise en fusion. La source de chaleur consiste avantageusement en un four de croissance cristalline, dans lequel l'apport de chaleur provient d'au moins un élément 25 parmi la liste non exhaustive mais représentative suivante : - une résistance électrique ; - un laser ; - une source micro-onde On peut prévoir que la chaleur est transférée au matériau de 30 cristallisation par rayonnement. On peut également envisager que la chaleur est transférée au matériau de cristallisation par conduction thermique, par exemple par l'intermédiaire du creuset. On définit la partie chaude du four comme la région d'action. 2975707 -11- Par exemple, la région d'action peut être formée par une région d'interaction entre un faisceau laser à l'origine de l'apport de chaleur du four, et le matériau de cristallisation. Par exemple, la région d'action peut être formée par un volume contenu 5 dans un jeu de spires de tungstène (résistances électriques) dans lesquelles circule un courant électrique. Le support peut consister en un creuset présentant notamment une forme de parallélépipède rectangle. 10 On peut répartir le matériau de cristallisation dans un creuset de forme dite « en bateau » c'est-à-dire une forme de parallélépipède rectangle à l'exception d'une partie avant affinée. La partie avant affinée peut être terminée par un réceptacle pour un germe servant à amorcer la croissance d'un solide cristallin, en particulier un 15 cristal. Ce germe peut être orienté selon un axe cristallographique recherché pour le cristal que l'on fait croître. Ce germe peut être un cristal dont les dimensions sont de l'ordre du mm3. Les compositions d'au moins deux zones peuvent différer par un niveau de concentration en un ou plusieurs éléments chimiques spécifiques. Les compositions des différentes zones présentent avantageusement les 25 proportions stoechiométriques requises pour la cristallisation du matériau de cristallisation, lors du refroidissement et après mise en fusion, pour former un solide cristallin voulu. Le solide cristallin voulu est par exemple un unique cristal. 30 Soit un solide polycristallin comprenant des cristallites de différentes compositions, on peut contrôler une distribution spatiale de la concentration d'au moins une composition donnée de cristallite dans un solide polycristallin. Une telle distribution spatiale est obtenue par des compositions d'au moins deux zones différant par un niveau de concentration en un ou plusieurs 35 éléments chimiques spécifiques. 20 2975707 -12- Par exemple, si des concentrations en oxyde d'yttrium (Y203) et en oxyde d'aluminium (AI203) diffèrent, selon les zones, on peut obtenir un solide polycristallin comprenant du YAG dans une section et un cristal correspondant au mélange de YAG et de la structure 2Y2O3rAI2O3 dans une autre section. On 5 pourra par exemple obtenir, pour une répartition initiale du matériau de cristallisation présentant : - une zone avec de l'oxyde d'yttrium (Y203) et de l'oxyde d'aluminium (AI203), dans un rapport de 3/5= 60%, et - une zone avec de l'oxyde d'yttrium (Y203) et de l'oxyde 10 d'aluminium (AI203), dans un rapport molaire inférieur à 3/5, un solide polycristallin présentant une partie formée par un cristal de YAG pur, puis des cristallites de YAG et de la structure 2Y2O3rAI2O3. On peut également prévoir de contrôler une distribution spatiale de la concentration d'un ion substitué dans un solide cristallin, et notamment dans 15 un cristal. De préférence, le matériau de cristallisation avant mise en fusion est formé par une matrice cristalline pouvant contenir des ions substitués, et les compositions des au moins deux zones ne diffèrent que par une concentration en ion substitué. 20 Une concentration en ion substitué peut être nulle dans une zone ou plusieurs. La matrice cristalline formant le matériau de cristallisation avant mise en fusion peut se trouver, pour chaque zone, sous la forme de plusieurs cristaux de même composition, d'un unique cristal, de poudres d'oxydes aptes 25 à former cette matrice cristalline, etc. La matrice cristalline est caractéristique d'un solide cristallin, dans lequel certains atomes sont remplacés par un autre atome, appelé « ion substitué ». On peut citer comme exemple de matrice cristalline pouvant contenir 30 des ions substitués un cristal laser dont la structure comprend des « ions dopants » qui sont optiquement actifs, de façon que le cristal laser constitue un milieu à gain optique. On peut également citer comme exemple d'ion substitué l'ion argent pour améliorer des propriétés de conductivité électrique d'un cristal. 2975707 -13- Les ions substitués permettent de modifier au moins une propriété physique ou chimique d'un cristal, notamment une qualité d'émission optique, une résistance mécanique, une conductivité thermique, une conductivité électrique, etc. 5 Grâce au procédé selon l'invention, ladite propriété physique ou chimique peut être modifiée localement. On peut par exemple réaliser un cristal laser présentant un profil de dopage prédéterminé, par exemple pour obtenir une température constante dans tout le cristal laser malgré un refroidissement inhomogène ou une 10 répartition de pompage inhomogène. On peut ainsi réduire les contraintes internes dans le cristal laser, ce qui améliore la qualité du faisceau laser produit ou amplifié par le cristal laser mais aussi prolonge la durée de vie dudit cristal. En outre, un profil de dopage maîtrisé peut permettre de : 15 - augmenter une quantité d'énergie pouvant être extraite ou amplifiée à partir du cristal laser sous la forme d'un faisceau laser, pour un volume donné dudit cristal ; - limiter les pertes énergétiques dues aux oscillations transverses. 20 Selon un exemple de réalisation particulièrement avantageux, le matériau de cristallisation avant mise en fusion est formé par une matrice cristalline de grenat d'aluminium et d'yttrium (YAG) pouvant contenir des ions dopants, et les compositions des au moins deux zones ne diffèrent que par une concentration en ion dopant Ytterbium (Yb). 25 Cette concentration peut être nulle dans au moins une zone. Le YAG présente notamment l'avantage d'avoir une grande conductivité thermique. Il s'agit d'un matériau avantageux pour la réalisation d'un cristal laser. 30 Avantageusement, le matériau de cristallisation dans chaque zone se trouve avant mise en fusion sous la forme d'une poudre et/ou d'un amas d'éclats, et : - on positionne au moins une surface étanche pour délimiter une frontière entre deux zones adjacentes ; 2975707 -14- - on répartit sur le support le matériau de cristallisation avant mise en fusion, de part et d'autre de la surface étanche ; et - on retire la surface étanche. On parle de surface étanche pour désigner un élément formant une 5 frontière entre deux zones adjacentes, étanche au matériau de cristallisation avant mise en fusion. La surface étanche est avantageusement positionnée de façon à ne pas former un plan parallèle à un axe de déplacement de la région d'action relativement au matériau de cristallisation. 10 La surface étanche est avantageusement positionnée de façon que la partie en fusion du matériau de cristallisation présente une composition moyenne qui est modifiée au cours du temps. On peut ainsi réaliser facilement des frontières nettes entre des zones de compositions différentes. 15 Des frontières nettes entre les différentes zones de compositions différentes facilitent le calcul permettant de relier une répartition de matériau de cristallisation avant mise en fusion, et une distribution spatiale d'un élément dans le solide cristallin obtenu. En outre, un matériau de cristallisation avant mise en fusion, sous forme 20 d'une poudre ou d'un amas d'éclat offre une grande liberté dans la conception des différentes zones, d'où une même liberté dans la conception du solide cristallin obtenu par le procédé selon l'invention. Le matériau de cristallisation dans chaque zone, avant mise en fusion, peut également se présenter sous forme d'un unique cristal par zone. 25 La vitesse de déplacement du matériau de cristallisation relativement à la région d'action peut être inférieure à 1 centimètre par heure. Cette vitesse est par exemple comprise entre 0,5 millimètre par heure et 3 millimètres par heure. 30 Sous l'action de la chaleur, des cellules de convection se forment dans le matériau de cristallisation mis en fusion. Ces cellules de convection homogénéifient peu à peu le mélange en fusion. Une telle vitesse permet une bonne homogénéisation du matériau de 35 cristallisation mis en fusion. 2975707 -15- Ainsi, la composition moyenne du matériau de cristallisation mis en fusion correspond à la composition en tout point du matériau de cristallisation mis en fusion d'où une grande prédictibilité de la distribution spatiale de la concentration d'au moins un élément, dans le solide cristallin final. De préférence, le déplacement de la région d'action relativement au matériau de cristallisation est continu. Le déplacement de la région d'action relativement au matériau de 10 cristallisation est avantageusement mis en oeuvre jusqu'à ce que l'ensemble du matériau de cristallisation ait quitté la région d'action. Le procédé selon l'invention comprend avantageusement une étape finale d'extraction d'un échantillon de solide cristallin, à partir d'un solide 15 cristallin brut obtenu après refroidissement. On peut utiliser le procédé selon l'invention pour fabriquer des cristaux (solides monocristallins) lasers présentant une distribution spatiale de dopage maîtrisée. 20 Par « maîtrisé » on entend que cette distribution spatiale de dopage peut être facilement calculée (et donc prédite) à partir de la connaissance des compositions et répartitions des zones du matériau de cristallisation. L'invention concerne également un solide cristallin obtenu par le procédé 25 selon l'invention. L'invention concerne notamment un solide monocristallin (ou cristal) obtenu par le procédé selon l'invention. L'invention concerne aussi un dispositif pour la mise en oeuvre du 30 procédé selon l'invention, comprenant : - une source de chaleur présentant une région d'action pour mettre en fusion un matériau de cristallisation, - un support pour recevoir le matériau de cristallisation, et - des moyens pour déplacer le support relativement à la région 35 d'action. 5 2975707 -16- Dans ce dispositif, la longueur du support est supérieure à la longueur de la région d'action, et le dispositif comprend des moyens pour déposer du matériau de cristallisation sur le support et à l'entrée de la région d'action. Les longueurs du support et de la région d'action son mesurées comme 5 expliqué ci-avant, à propos des longueurs du matériau de cristallisation et de la région d'action. Les précisions précédentes sur la source de chaleur, la région d'action, le support, et le matériau de cristallisation, peuvent également concerner le dispositif selon l'invention. 10 Ce dispositif est particulièrement adapté à la variante du procédé selon l'invention, selon laquelle on ajoute du matériau de cristallisation en cours de processus de cristallisation, et dans la portion de matériau de cristallisation qui n'est pas encore entrée en fusion. 15 Dans le procédé et le dispositif selon l'invention, le solide cristallin est de préférence un cristal (solide monocristallin). Description des figures et modes de réalisation D'autres avantages et particularités de l'invention apparaîtront à la 20 lecture de la description détaillée de mises en oeuvre et de modes de réalisation nullement limitatifs, et des dessins annexés suivants : - la figure 1 illustre un mode de mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention ; - la figure 2 illustre un dispositif spécialement conçu pour la mise en 25 oeuvre du procédé selon l'invention ; - la figure 3 illustre un exemple de longueur du matériau de cristallisation et de la région d'action ; - les figures 4A et 4B illustrent un deuxième mode de réalisation d'un procédé selon l'invention, et une distribution spatiale de concentration d'un 30 élément dans le cristal obtenu ; - les figures 5A et 5B illustrent un troisième mode de réalisation d'un procédé selon l'invention, et une distribution spatiale de concentration d'un élément dans le cristal obtenu ; -17- - la figure 6 illustre un résultat expérimental de distribution spatiale de concentration d'un élément dans un cristal obtenu par le procédé selon l'invention ; - la figure 7 illustre un exemple de distribution spatiale de concentration d'un élément dans un cristal obtenu par le procédé selon l'invention ; et - la figure 8 illustre un type de creuset pouvant être utilisé dans le procédé selon l'invention. On va tout d'abord décrire, en référence à la figure 1, un premier mode 10 de mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Selon ce procédé, on remplit un creuset 1 par un matériau de cristallisation 2. Lors de cette étape de remplissage du creuset 1, on répartit le matériau de cristallisation 2 dans le creuset 1 en au moins deux zones (ici cinq zones) 15 31r 32, 33, 34, et 35 de compositions différentes. Le matériau de cristallisation 2 est par exemple formé par un concassage de cristal appelé « crackle ». Ce « crackle » est réalisé en concassant un cristal ou plusieurs cristaux par des chocs thermiques. 20 On peut dessiner la limite entre deux zones sécantes par exemple en plaçant dans le creuset 1 vide au moins une lamelle (plastique, papier, carton, etc) orientée selon un axe ayant au moins une composante orthogonale au plan du fond du creuset. On remplit ensuite le creuset 1 avec différentes compositions de matériau de cristallisation de part et d'autre de chaque 25 lamelle, puis on retire les lamelles. Cependant, il n'est pas nécessaire d'établir une séparation nette entre les au moins deux zones. On introduit ensuite une extrémité 11 du creuset 1 dans la région d'action d'une source de chaleur. 30 On peut prévoir également de placer une partie du creuset 1 dans une région qui est ensuite activée pour devenir la région d'action d'une source de chaleur. Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux dans le cas où le creuset 1 présente une forme dite « en bateau », c'est-à-dire une forme de parallélépipède rectangle à l'exception d'une partie avant affinée dans 35 laquelle on peut placer un germe. Un tel creuset 1 est représenté en 2975707 -18- perspective à la figure 8. Afin d'éviter de faire fondre ledit germe, on place le creuset initialement de façon que le germe se trouve hors de la région d'action. La partie de matériau de cristallisation située dans la région d'action est 5 mise en fusion. La température dans la région d'action est supérieure à la température de fusion la plus élevée du ou des composants du matériau de cristallisation (avant mise en fusion). Cette température est par exemple de 2000°C. On déplace progressivement le creuset 1 par rapport à la région d'action 4 fixe, et selon un axe de déplacement 10. Dans cet exemple, ledit déplacement est linéaire. La partie du creuset introduite en premier dans la région d'action ressort également en premier de cette région d'action. Cette partie est alors soumise à une température légèrement inférieure à la température de fusion du matériau de cristallisation en fusion. La différence de température avec la température dans la région d'action est par exemple de l'ordre de 100°C. Elle se refroidit en sortant de la zone d'action pour former un solide 20 cristallin. On a alors trois phases différentes dans le creuset 1 : - une partie 5 qui n'a pas encore été soumise à l'action de la région d'action 4 (cette région d'action est représentée à la figure 1 encadrée entre deux traits mixtes), et qui se trouve donc encore sous la forme d'un 25 concassage; - une partie 6 qui se trouve dans la région d'action 4, partie 6 se trouvant alors sous forme liquide ; - une partie 7 qui a déjà émergé hors de la région d'action 4, et formant un solide cristallin. 30 Le creuset 1 est déplacé par rapport par rapport à la région d'action 4 jusqu'à ce que son autre extrémité 12 selon l'axe de déplacement 10 quitte la région d'action 4. On peut aussi modifier l'action de la zone de chaleur en faisant décroître progressivement sa température, pour solidifier la dernière partie du 35 matériau de cristallisation à être entrée en fusion. 2975707 -19- Les différentes zones 31r 32, 33, 34, et 35 du matériau de cristallisation 2 sont réparties de façon qu'au moins une frontière entre deux zones adjacentes soit sécante avec l'axe de déplacement 10. En outre, la longueur de la région d'action 4 selon l'axe de déplacement 5 10 est inférieure à la longueur du creuset selon l'axe de déplacement 10. De cette façon, la composition moyenne de la partie 6 est modifiée au cours du déplacement du creuset 1. La figure 3 présente une façon de mesurer la longueur de la région 10 d'action 4 et celle du creuset 1. La longueur de la région d'action 4 correspond à la longueur L2 de la projection de la région d'action 4 sur l'axe de déplacement 10. La longueur du creuset 1 correspond à la longueur L3 de la projection du creuset 1 (en particulier la portion de creuset qui se trouve dans la région 15 d'action 4 à un instant donné lors de la mise en oeuvre du procédé selon l'invention) sur l'axe de déplacement 10. La figure 2 illustre un dispositif 20 de croissance d'un solide cristallin, spécialement conçu pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Le dispositif 20 comprend des spires de résistances chauffantes entourant un matériau de cristallisation, et formant une région d'action. La longueur effective de la région d'action 4 dépend également de la température à proximité de ces résistances chauffantes et d'une vitesse de déplacement relatif des résistances chauffantes par rapport au matériau de cristallisation. La région d'action 4 est reliée à une alimentation 21 pour les résistances chauffantes. L'alimentation 21 est elle-même reliée à une unité de contrôle et de stabilisation 22. La région d'action 4 est située dans un dôme 23, dans lequel on peut établir des conditions notamment de pression et d'atmosphère voulues. Par exemple, la composition gazeuse dans le dôme 23 comprend au moins un gaz parmi de l'azote, de l'hélium et de l'argon. Le dôme 23 est porté par des moyens d'isolation des vibrations 25. 2975707 -20- Le creuset 1 contient du matériau de cristallisation, et se déplace par rapport à la région d'action 4 sur un tapis (non représenté), en direction d'une chambre d'arrivée 24. Le creuset 1 est en molybdène et d'une hauteur allant par exemple 5 jusqu'a 40 mm. De préférence, la partie 6 de matériau de cristallisation 2 en fusion est répartie selon un volume cylindrique dont la base est large par rapport à la hauteur pour faciliter l'évaporation de certaines impuretés. Le rapport de ladite base sur le carré de ladite hauteur est par exemple supérieur à l'unité. 10 La largeur du creuset 1 dépend de l'espace disponible dans la région d'action (ici, entre les résistances chauffantes). Sa longueur est par exemple de 180 mm, sans que cette valeur ne soit limitative. L'ensemble formé par les résistances chauffantes et le dôme 23 forme un 15 four de type « Sapfir-2MG ». Un tel four comprend uniquement une source de chaleur (les résistances chauffantes) et des moyens de déplacement d'une région d'action de la source de chaleur relativement au matériau de cristallisation. Le creuset 1 reste à l'horizontale tout au long de son mouvement relatif 20 par rapport à la région d'action 4. Ce mouvement présente une vitesse d'environ 2 millimètres par heure. Ainsi, à chaque instant, la partie 6 en fusion constitue un mélange homogène puisque des cellules de convection dans le liquide ont suffisamment de temps avant que le mélange ne cristallise, pour homogénéifier par leur mouvement 25 la partie 6 en fusion. On a représenté à la figure 2 des moyens 29 pour déposer du matériau de cristallisation dans le creuset 1 et à l'entrée de la région d'action 4. Ces moyens 29 sont facultatifs, selon que : - on prépare la répartition du matériau de cristallisation avant tout 30 processus de fusion, ou - on ajoute du matériau de cristallisation en cours de processus de cristallisation, et dans la portion de matériau de cristallisation qui n'est pas encore entrée en fusion. 2975707 -21- On peut tailler dans le solide cristallin obtenu un échantillon présentant des dimensions particulières recherchées, et une pureté sensiblement constante dans tout son volume : Le solide cristallin présente par exemple : 5 - une hauteur de 4 mm ; - une longueur de 40mm ; et - une largeur de 12 mm. L'échantillon présente par exemple : - une hauteur de 2,9 mm ; 10 - une longueur de 25mm ; et - une largeur de 10 mm. Un tel échantillon peut être utilisé dans un système optique, en particulier en tant que milieu à gain optique. 15 On va ensuite décrire en référence aux figures 4A, 4B, 5A et 5B deux modes de réalisation d'un procédé selon l'invention, et les distributions spatiales de concentration d'un élément dans un solide monocristallin (cristal) obtenu. Les distributions spatiales de concentration sont parallèles aux plans de 20 croissance du cristal, c'est-à-dire parallèles à l'axe de déplacement 10. On voit à la figure 4A une vue de dessus d'un creuset 1 en forme de bateau, dans lequel on répartit initialement le matériau de cristallisation 2. Le matériau de cristallisation comprend dans cet exemple deux zones 31r 32 de compositions différentes. 25 Les compositions des différentes zones sont obtenues de la façon suivante : - pour chaque zone, on forme préalablement un cristal Yb : YAG (grenat d'yttrium et d'aluminium dopé Ytterbium), avec pour chacune une concentration constante donnée en ytterbium, et à partir d'un mélange en 30 proportions stoechiométriques d'oxyde d'yttrium (Y203), d'oxyde d'ytterbium (Yb203) et d'oxyde d'aluminium (AI203) ; - chaque cristal est alors concassé en morceaux de taille millimétrique pour former un « crackle » qui va être disposé dans la zone correspondante. Par exemple, dans la zone 31 on a 20 at.% d'ytterbium, et dans la zone 35 32 on a 50 at.% d'ytterbium. 2975707 -22- L'abréviation « at.% » désigne un pourcentage atomique. Il s'agit ici d'un pourcentage des atomes d'yttrium remplacés par un atome d'ytterbium. Des proportions stoechiométriques doivent être respectées de façon que des atomes yttrium soient remplacés par des atomes d'ytterbium dans une 5 matrice de YAG. Bien sûr ces exemples ne sont pas limitatifs et on peut prévoir autant de zones que l'on souhaite, par exemple trois zones avec respectivement 0 at.% d'ytterbium, 20 at.% d'ytterbium et 50 at.% d'ytterbium. La flèche 40 désigne le sens de déplacement de la région d'action 4 10 relativement au creuset 1 immobile. A la figure 4A, la longueur L2 de la région d'action 4 est inférieure à la longueur {L1+L2} de la zone 31. La longueur de la région d'action 4 peut tendre à se modifier au cours du procédé selon l'invention. Cela peut s'expliquer par le fait que le cristal 15 fabriqué présente une capacité de transfert thermique supérieure à celle du matériau de cristallisation avant mise en fusion. On peut maintenir constante la longueur de la région d'action 4 en ajustant sa température. La figure 4B représente la distribution spatiale de concentration en ion ytterbium dans le cristal obtenu par le procédé selon l'invention, et dans les 20 conditions telles que représentées à la figure 4A. L'axe des abscisses correspond à une position spatiale sur la longueur du cristal obtenu. L'axe des ordonnées correspond au pourcentage atomique d'ion ytterbium. 25 - de 0 à L1 (où L1 est la différence en valeur absolue entre la longueur de la région d'action 4 et la longueur de la zone 31), la concentration d'ion ytterbium dans le cristal obtenu est égale à 20 at.% car la région d'action recouvre uniquement la zone 31 ; - de L1 à {L1+L2}, la concentration d'ion ytterbium dans le cristal obtenu 30 varie de 20 at.% (concentration dans la zone 31) à une concentration dite finale comprise entre 20 et 50 at.% (concentration dans la zone 32), car la région d'action 4 recouvre peu à peu une largeur de plus en plus importante de la zone 32, jusqu'à recouvrir uniquement la zone 32; 2975707 -23- - de {L1+L2} à L3 qui est la longueur du creuset 1, la concentration d'ion ytterbium dans le cristal obtenu est quasiment constante et égale à ladite concentration finale car la région d'action recouvre uniquement la zone 32. Le coefficient de ségrégation k peut également jouer un rôle dans le 5 procédé selon l'invention, bien que ce ne soit pas le cas dans l'exemple représenté puisqu'il est égal à l'unité comme précisé en introduction. La figure 5A ne diffère de la figure 4A qu'en ce que la longueur de la région d'action 4 est supérieure à la longueur L4 de la zone 31. 10 La figure 5B diffère de la figure 4B en ce qu'elle ne comporte que deux parties : - de 0 à L4, la concentration d'ion ytterbium dans le cristal obtenu varie d'une valeur supérieure à 20 at.% (concentration moyenne dans la partie du creuset 1 recouverte par la région d'action 4) à une concentration dite finale 15 comprise entre la valeur moyenne précédente et 50 at.% (concentration dans la zone 32), car la région d'action 4 recouvre peu à peu une largeur relative de plus en plus importante de la zone 32, jusqu'à recouvrir uniquement la zone 32; - de L4 à L3 qui est la longueur du creuset 1, la concentration d'ion 20 ytterbium dans le cristal obtenu est quasiment constante et égale à ladite concentration finale car la région d'action recouvre uniquement la zone 32. On voit donc que l'on peut obtenir, grâce au procédé de croissance d'un cristal selon l'invention, n'importe quelle distribution spatiale de la concentration d'un élément dans un cristal, notamment un ion dopant. 25 La figure 6 illustre un résultat expérimental de distribution spatiale de la concentration d'un élément dans un cristal obtenu par le procédé selon l'invention. L'axe des abscisses correspond une position en millimètres sur un 30 cristal obtenu. L'axe des ordonnées correspond à un pourcentage atomique d'ion ytterbium dans une matrice de YAG. Les points 60 représentent des mesures expérimentales. 2975707 -24- Pour les obtenir, on a découpé, selon un plan orthogonal à la direction de déplacement relatif de la région d'action par rapport au matériau de cristallisation, des tranches du cristal réalisé. On a ensuite calculé la concentration en ions ytterbium par une mesure 5 de l'absorption lumineuse de la tranche. Les points 60 sont représentés associés chacun à une barre 62 qui représente l'incertitude sur la mesure de la concentration en ions ytterbium. On voit ainsi que la mise en oeuvre du procédé selon l'invention permet de réaliser une distribution spatiale de dopage selon un profil variable. 10 Une variation de la distribution spatiale d'ion dopant dans un cristal laser permet de parvenir à une température constante dans tout le cristal laser même lorsqu'il est chauffé ou refroidi de façon inhomogène. Par exemple, on fabrique un cristal Yb : YAG d'épaisseur 7,5 mm et présentant un gradient de dopage allant de 1,3 at.% à 2,3 at.%. 15 Ainsi, la densité d'énergie stockée dans le cristal est constante lorsqu'il est : - pompé à 10 Hz, sur une seule face de pompage, et à 14 kW/cm2, et - refroidi sur la face de pompage par un flux d'air à 295,15 K (degrés Kelvin) et sur la face opposée par une circulation d'eau à 288 K. 20 On réduit ainsi les contraintes internes dans le cristal ce qui augmente sa durée de vie et améliore la qualité du faisceau laser obtenu. En outre, un tel gradient de dopage permet de réduire les pertes énergétiques dues aux oscillations transverses (on parle d'émission spontanée amplifiée pour ASE pour l'anglais « amplified spontaneous emission »). 25 On peut ainsi limiter l'investissement sur la puissance de pompage optique du cristal laser. En outre, un tel gradient de dopage permet d'augmenter la quantité d'énergie extractible du cristal laser par unité de volume. Le cristal décrit ci-avant, d'une épaisseur de 7,5 mm, permet d'extraire 30 autant d'énergie qu'un cristal similaire mais présentant un dopage constant à 1,3 at.% et d'épaisseur 1,15 cm. On voit donc que l'on peut limiter le poids des installations laser pour obtenir une énergie donnée du faisceau laser. En outre, le cristal décrit ci-avant permet d'extraire autant d'énergie 35 qu'un cristal similaire de même épaisseur mais présentant un dopage 2975707 -25- constant à 1,9 at.%. Un tel cristal de dopage constant à 1,9 at.% présente l'inconvénient de présenter de fortes pertes énergétiques dues aux oscillations transverses, contrairement au cristal décrit ci-avant et présentant un gradient de dopage non nul. 5 La figure 7 illustre un exemple d'une distribution spatiale de concentration d'un élément dans un cristal obtenu par le procédé selon l'invention. L'axe des abscisses correspond une position spatiale sur la longueur du 10 cristal obtenu. L'axe des ordonnées correspond à une concentration dudit élément dans le cristal obtenu. La figure 7 illustre la grande flexibilité offerte par le procédé selon l'invention pour obtenir toutes sortes de distributions spatiales 15 Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. En particulier toutes les formes de zones et toutes les compositions de 20 zones formant le matériau de cristallisation peuvent être imaginées. On peut également prévoir tout type de déplacement relatif de la région d'action par rapport au matériau de cristallisation, par exemple un déplacement selon une courbe. On peut obtenir n'importe quel profil de concentration d'un élément 25 donné dans un solide cristallin, en particulier des profils présentant successivement une pente positive et une pente négative qui ne pouvaient pas être obtenus jusqu'à présent. REVENDICATIONS1. Procédé de croissance d'un solide cristallin par fusion puis refroidissement d'un matériau de cristallisation (2), dans lequel le matériau de cristallisation (2) réparti sur un support est mis en fusion dans la région d'action (4) d'une source de chaleur, caractérisé en ce que : - hors de la région d'action, on répartit sur le support au moins une partie du matériau de cristallisation (2) avant mise en fusion, pour que l'ensemble du matériau de cristallisation forme au moins deux zones de compositions différentes (31r 32, 33, 34, 35), et - le matériau de cristallisation (2) étant réparti sur une longueur supérieure à la longueur de la région d'action (4), on réalise un déplacement de la région d'action (4) relativement au matériau de cristallisation (2), de façon à placer successivement dans la région d'action (4) puis hors de la région d'action, des portions du matériau de cristallisation de compositions différentes. 20 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on réalise un déplacement de la région d'action (4) relativement au matériau de cristallisation (2) selon un plan sensiblement horizontal. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on 25 répartit le matériau de cristallisation (2) dans un creuset (1) de forme dite « en bateau » c'est-à-dire une forme de parallélépipède rectangle à l'exception d'une partie avant affinée. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en 30 ce que le matériau de cristallisation (2) avant mise en fusion est formé par une matrice cristalline pouvant contenir des ions substitués, et en ce que les compositions des au moins deux zones (31r 32, 33, 34, 35) ne diffèrent que par une concentration en ion substitué. 15 2975707 -27- 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le matériau de cristallisation (2) avant mise en fusion est formé par une matrice cristalline de grenat d'aluminium et d'yttrium pouvant contenir des ions dopants, et en ce que les compositions des au moins deux zones (31r 5 32, 33, 34, 35) ne diffèrent que par une concentration en ion dopant Ytterbium. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le matériau de cristallisation (2) dans chaque zone (31r 32, 33, 34, 35) se trouve avant mise en fusion sous la forme d'une poudre et/ou d'un amas 10 d'éclats, et en ce que : - on positionne au moins une surface étanche pour délimiter une frontière entre deux zones adjacentes ; - on répartit sur le support le matériau de cristallisation (2) avant mise en fusion, de part et d'autre de la surface étanche ; et 15 - on retire la surface étanche. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la vitesse de déplacement du matériau de cristallisation (2) relativement à la région d'action (4) est inférieure à 1 centimètre par heure. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le déplacement de la région d'action (4) relativement au matériau de cristallisation (2) est continu. 25 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le déplacement de la région d'action (4) relativement au matériau de cristallisation (2) est mis en oeuvre jusqu'à ce que l'ensemble du matériau de cristallisation ait quitté la région d'action. 30 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'on l'utilise pour fabriquer des cristaux lasers présentant une distribution spatiale de dopage maîtrisée. 11. Solide cristallin obtenu par le procédé selon l'une quelconque des 35 revendications 1 à 10. 20 2975707 -28- 12. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, comprenant : - une source de chaleur présentant une région d'action pour 5 mettre en fusion un matériau de cristallisation, - un support pour recevoir un matériau de cristallisation, et - des moyens pour déplacer le support relativement à la région d'action, caractérisé en ce que la longueur du support est supérieure à la longueur de la 10 région d'action, et en ce qu'il comprend des moyens pour déposer du matériau de cristallisation sur le support et à l'entrée de la région d'action.