Outre le fait qu’il soit une pierre gemme suscitant une grande convoitise, le diamant est un matériau présentant un très fort potentiel technologique du fait de ses propriétés mécaniques, thermiques ou électroniques extrêmes. Au cours des 2 dernières décennies, des progrès significatifs ont été acquis dans la synthèse de monocristaux millimétriques par la technique du dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma micro-onde (MPACVD). A l’heure actuelle la pureté des cristaux CVD dépasse de loin celle des meilleurs diamants naturels disponibles ce qui ouvre de fantastiques perspectives d’exploitation industrielles de ce matériau. En parallèle le niveau d’exigence en termes de quantité de défauts ponctuels et étendus contenus dans ces cristaux est devenu très élevé et nécessite des efforts importants d’optimisation de la méthode de synthèse. Dans ce manuscrit présenté en vue d’obtenir l’HDR j’ai cherché à réaliser un bilan de mes activités menées au LSPM et concernant l’étude et la maitrise des défauts cristallins dans le diamant CVD. Après une introduction générale permettant de positionner ce matériau sur le plan industriel, une hiérarchie dimensionnelle a été choisie pour l’organisation du manuscrit. Ainsi la croissance de monocristaux épais dénués de macles ou cristallites non-épitaxiales (défauts larges 3D) est décrite, principalement sur des substrats conventionnels orientés (100) puis sur des orientations moins classiques telles que (111) et (113). Je me suis également fortement intéressé aux dislocations (défauts étendus 1D). Après avoir assuré leur identification et dénombrement dans les cristaux CVD, des stratégies originales ont ainsi été mises en œuvre pour tenter de réduire leur apparition, en les bloquant ou déviant lors de la croissance. Finalement les impuretés et lacunes (défauts ponctuels 0D) représentent un enjeu important car même en très faible quantité elles conditionnent beaucoup les propriétés d’usage finales du diamant. Ainsi la création contrôlée et la localisation spatiale des centres luminescents tels que les complexes azote-lacune (dits centres NV) a été menée en raison du fort intérêt qu’ils suscitent pour l’information quantique et la réalisation de détecteurs ultra-sensibles
