Il y a 100 ans, Max von Laue a pour la première fois envoyé des rayons X sur un cristal, et observé le phénomène de diffraction des rayons X par un cristal. Cette expérience a permis de comprendre la structure des cristaux à l’échelle atomique, et a depuis été systématiquement utilisée pour la détermination des structures cristallines. La technique s’est considérablement développée et permet aujourd’hui d’étudier les cristaux à des échelles de temps et d’espace poussées à leur limite : il est aujourd’hui possible d’obtenir des cartographies de densité électronique avec une résolution spatiale picométrique et d’étudier des phénomènes hors-équilibre à des temps caractéristiques de la femto-seconde, correspondant aux temps de diffusion des électrons dans la matière. Ceci a été rendu possible grâce à l’essor des synchrotrons de 3e génération, et plus récemment des lasers X à électrons libres.
Les caractéristiques des faisceaux générés par les synchrotrons (grande brillance, sources de petite taille, grande distance source-échantillon) ont notamment permis d’atteindre des degrés de cohérence de la centaine de micromètres pour des faisceaux X de 5keV à 10keV, permettant de faire interférer des domaines déphasées dans les cristaux. Ces domaines se trouvent par exemple de part et d’autre de défauts cristallins que l’on rencontre dans la grande majorité des cristaux, et qui affectent la plupart de leurs propriétés physiques (transitions de phase, propriétés électroniques, mécaniques, magnétiques etc.). Dans cet exposé, je présenterai des résultats obtenus par diffraction de rayons X cohérents dans des semiconducteurs (Si et InSb) contenant des défauts de structure, intrinsèquement présents ou induits in-situ par déformation mécanique. Ces travaux ouvrent de nouvelles perspectives pour l’étude des défauts en matière condensée, notamment l’étude de leur nucléation aux échelles ultrabrèves à l’aide de lasers femtoseconde et de sources X pulsées cohérentes.