Laurence Luneville, Da Huo, Jean François Bérar, David Simeone, Florence Porcher, Léo Mazerolles, Gianguido Baldinozzi, Suzy Surblé, Vaclav Petricek, Gordon J. Thorogood, Ludovic Largeau, J. Ribis, Laboratoire Structures, Propriétés et Modélisation des solides (SPMS), Institut de Chimie du CNRS (INC)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Service des Recherches Métallurgiques Appliquées (SRMA), Département des Matériaux pour le Nucléaire (DMN), CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, Australian Nuclear Science and Technology Organisation [Australie] (ANSTO), Nagaoka University of Technology, Laboratoire d'Etudes des Eléments Légers (LEEL - UMR 3685), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Czech Academy of Sciences [Prague] (CAS), Laboratoire Léon Brillouin (LLB - UMR 12), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Saclay, Institut de Chimie et des Matériaux Paris-Est (ICMPE), Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Centre de Nanosciences et Nanotechnologies (C2N (UMR_9001)), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CRG et Grands Instruments (CRG ), Institut Néel (NEEL), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), RSTB/RCOMB CEA project (France), ANR-10-EQPX-0050,TEMPOS,Microscopie electronique en transmission sur le plateau Palaiseau Orsay Saclay(2010), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and CRG & Grands instruments (NEEL - CRG)
Intuitively scientists accept that order can emerge from disorder and a significant amount of effort has been devoted over many years to demonstrate this. In metallic alloys and oxides, disorder at the atomic scale is the result of occupation at equivalent atomic positions by different atoms which leads to the material exhibiting a fully random or modulated scattering pattern. This arrangement has a substantial influence on the material’s properties, for example ionic conductivity. However it is generally accepted that oxides, such as defect fluorite as used for nuclear waste immobilization matrices and fuel cells, are the result of disorder at the atomic scale. To investigate how order at the atomic scale induces disorder at a larger scale length, we have applied different techniques to study the atomic composition of a homogeneous La2Zr2O7 pyrochlore, a textbook example of such a structure. Here we demonstrate that a pyrochlore, which is considered to be defect fluorite, is the result of intricate disorder due to a random distribution of fully ordered nano-domains. Our investigation provides new insight into the order disorder transformations in complex materials with regards to domain formation, resulting in a concord of chemistry with crystallography illustrating that order can induce disorder.