Структурная обусловленность свойств. Часть IV. Кристаллохимия материалов нелинейной оптики. Кристаллохимия пьезоэлектриков. Кузьмичева Г.М. - 21 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МИРЭА | Москва

Составители: 

Рубрика: 

41
III.1. Соединения семейства лангасита.
Лангасит - La
3
Ga
5
SiO
14
- один из многообещающих материалов
для изготовления устройств на объемных и поверхностных
акустических волнах (ПАВ), в частности, фильтров на ПАВ и
высокотемпературных датчиков. Кристаллы лангасита имеют
направления с хорошей температурной стабильностью частоты
упругих колебаний, обладают большими значениями
пьезоэлектрических коэффициентов, чем у кварца, и относительно
малой диэлектрической проницаемостью. Отсутствие
сегнетоэлектрических свойств, приводящих к разбросу временной и
температурной стабильности электромеханических параметров у
таких сегнетоэлектриков, как метатанталат лития и ниобат бария-
стронция, делает кристаллы La
3
Ga
5
SiO
14
весьма перспективными
для применения в акустоэлектронике и пьезотехнике.
Использование лангасита в качестве пьезоэлектрического
элемента позволяет существенно расширить область применения
монолитных фильтров (МФ) и высокочастотных резонаторов,
способных заменить кварц. Кристаллы лангасита имеет больший,
чем у кварца коэффициент электромеханической связи, что
позволяет обеспечить значительно более широкую полосу
пропускания МФ и относительно высокую температурную
стабильность частоты.
Проблема. Промышленное выращивание La
3
Ga
5
SiO
14
сдерживается изменением физических свойств по объему
кристалла. Важнейшую роль в устранении этих несовершенств
играет правильный выбор исходного состава расплава,
выращивание и отжиг в разных средах полученных кристаллов. Эта
проблема может быть решена с помощью кристаллохимического
подхода. Кроме того, с помощью кристаллохимического подхода
возможен направленный поиск новых композиций соединений
семейства, обладающих более привлекательными свойствами по
сравнению с La
3
Ga
5
SiO
14
Соединения семейства лангасита кристаллизуются в
пространственной группе (пр. гр.) P321 (точечная группа 32).
42
Особенностью строения La
3
Ga
5
SiO
14
- La
3
GaGa
3
(GaSi)O
14
является три позиции для атомов галлия: Ga(1) – октаэдрическая
(КЧGa(1)=6, КЧ-координационное число), Ga(2) – тетраэдрическая
(КЧGa(2)=4), Ga(3) – тригонально-пирамидальная (КЧGa(3)=3+1), в
которой атомы кремния частично замещают атомы галлия. Размер
позиции Ga(2) больше, чем Ga(3), что согласуется с размерами
ионов галлия (r
Ga
= 0.47 Å) и кремния (r
Si
= 0.26 Å). Атомы La
находятся в центре додекаэдра (КЧLa=8; r
La
=1.16 Å) (рис. 16).
Рис. 16. Сочленение полиэдров в структуре лангасита
Рассмотрим с точки зрения всех аспектов структурной
кристаллографии (кристаллохимии), какие свойства могут
проявлять кристаллы семейства лангасита и какие свойства они
проявляют на самом деле.
Оптическая активность
Ga 1 
                               41                                                                    42
       III.1. Соединения семейства лангасита.                          Особенностью строения La3Ga5SiO14 - La3GaGa3(GaSi)O14
                                                                    является три позиции для атомов галлия: Ga(1) – октаэдрическая
                                                                    (КЧGa(1)=6, КЧ-координационное число), Ga(2) – тетраэдрическая
   Лангасит - La3Ga5SiO14 - один из многообещающих материалов       (КЧGa(2)=4), Ga(3) – тригонально-пирамидальная (КЧGa(3)=3+1), в
для изготовления устройств на объемных и поверхностных              которой атомы кремния частично замещают атомы галлия. Размер
акустических волнах (ПАВ), в частности, фильтров на ПАВ и           позиции Ga(2) больше, чем Ga(3), что согласуется с размерами
высокотемпературных датчиков. Кристаллы лангасита имеют             ионов галлия (rGa = 0.47 Å) и кремния (rSi = 0.26 Å). Атомы La
направления с хорошей температурной стабильностью частоты           находятся в центре додекаэдра (КЧLa=8; rLa=1.16 Å) (рис. 16).
упругих     колебаний,     обладают      большими     значениями
пьезоэлектрических коэффициентов, чем у кварца, и относительно
малой      диэлектрической       проницаемостью.       Отсутствие
сегнетоэлектрических свойств, приводящих к разбросу временной и
температурной стабильности электромеханических параметров у
таких сегнетоэлектриков, как метатанталат лития и ниобат бария-
стронция, делает кристаллы La3Ga5SiO14 весьма перспективными
для применения в акустоэлектронике и пьезотехнике.
   Использование лангасита в качестве пьезоэлектрического
элемента позволяет существенно расширить область применения
монолитных фильтров (МФ) и высокочастотных резонаторов,
способных заменить кварц. Кристаллы лангасита имеет больший,
чем у кварца коэффициент электромеханической связи, что
позволяет обеспечить значительно более широкую полосу
пропускания МФ и относительно высокую температурную
стабильность частоты.
   Проблема.     Промышленное        выращивание      La3Ga5SiO14
сдерживается изменением физических свойств по объему
кристалла. Важнейшую роль в устранении этих несовершенств
играет правильный выбор исходного состава расплава,                      Рис. 16. Сочленение полиэдров в структуре лангасита
выращивание и отжиг в разных средах полученных кристаллов. Эта
проблема может быть решена с помощью кристаллохимического              Рассмотрим с точки зрения всех аспектов структурной
подхода. Кроме того, с помощью кристаллохимического подхода         кристаллографии (кристаллохимии), какие свойства могут
возможен направленный поиск новых композиций соединений             проявлять кристаллы семейства лангасита и какие свойства они
семейства, обладающих более привлекательными свойствами по          проявляют на самом деле.
сравнению с La3Ga5SiO14
   Соединения     семейства    лангасита     кристаллизуются    в                      Оптическая активность
пространственной группе (пр. гр.) P321 (точечная группа 32).

Страницы