Une imperfection dans l'arrangement périodique régulier des atomes d'un cristal.Un défaut de réseau est toute imperfection dans l'arrangement régulier et répétitif des atomes d'un cristal. Ces défauts peuvent être ponctuels (comme les lacunes ou les atomes interstitiels), linéaires (dislocations) ou planaires (joints de grains). Bien que souvent considérés comme des défauts, les défauts de réseau influencent profondément les propriétés physiques des matériaux, notamment leur résistance mécanique, leur conductivité électrique et leur comportement optique.
Le concept de défauts de réseau est apparu au début du XXe siècle, avec la prédiction théorique des lacunes par Frenkel et Schottky dans les années 1920. Le rôle des dislocations dans la déformation plastique a été établi par Taylor, Orowan et Polanyi en 1934.
Dans un cristal parfait, les atomes occupent des sites précis du réseau, mais les cristaux réels contiennent toujours des défauts. Par exemple, une lacune est un atome manquant, et un atome interstitiel est un atome supplémentaire inséré entre les sites réguliers. Ces défauts perturbent la structure électronique et atomique locale, créant des niveaux d'énergie dans la bande interdite des semi-conducteurs ou agissant comme des centres d'ancrage pour les domaines magnétiques. Ils permettent également la diffusion, essentielle pour des processus comme le dopage en électronique.
Les défauts de réseau sont exploités dans les semi-conducteurs pour contrôler les propriétés électriques, dans les supraconducteurs pour épingler les lignes de flux magnétique, et dans les cristaux optiques comme le diamant pour créer des centres colorés destinés à l'informatique quantique. Ils déterminent aussi la dureté et la ductilité des métaux.
La couleur de nombreuses pierres précieuses, comme le bleu des saphirs ou le vert des émeraudes, est due à des défauts de réseau spécifiques qui absorbent certaines longueurs d'onde de la lumière.