Lithiumtantalatkristall und seine Anwendung-01

Einführung

Lithiumtantalat (LiTaO ₃ , als LT bezeichnet) hat als ausgezeichnetes multifunktionales Kristallmaterial gute piezoelektrische, elektrooptische und pyroelektrische Eigenschaften und ist ideal für die Herstellung von Oberflächenwellenfiltern (SAW), Resonatoren, Tunern, Güteschaltern usw Pyroelektrische Detektoren . Geräte aus LT-Kristall  (www.wisoptic.com) werden häufig in der Automobilelektronik, 5G-Kommunikation und Infrarotdetektoren eingesetzt und haben breite Marktaussichten.

Im Jahr 1965 nutzte Ballman die Ziehmethode, um LT anzubauen  Zum ersten Mal ein Einkristall . Als ein  ferroelektrischer Kristall, LT ist farblos oder hellgelb, gehört zum trigonalen Kristallsystem, mit einer Dichte von 7,45 g/cm ³ , einer Curie-Temperatur von 603 °C und einem Schmelzpunkt von 1650 ° C .  Es ist TCD (Temperature Coefficients of Delay )  Ist  18×10 ^-6 im Temperaturbereich 20-80 ° C. LT  Kristall ist  Reich an Rohstoffen, stabil in der Leistung, einfach zu verarbeiten und in der Lage, hochwertige, große Einkristalle herzustellen. Die aktuelle Marktnachfrage nach LT-Kristallen steigt weiter . In diesem Artikel werden die Eigenschaften, Leistungsregulierungsmethoden und Kristallvorbereitungsmethoden von LT vorgestellt  Kristall, analysiert seine  Forschungsfortschritte in verschiedenen Anwendungsbereichen und freut sich darauf  Zukunft.

1.1 Kristallstruktur und Defekte

es ist  trigonaler Kristall, und jede hexagonale Elementarzelle enthält 6 LiTaO ₃ -Moleküle. Tabelle 1 zeigt die Atomkoordinaten der hexagonalen Elementarzelle von LT  Kristall. LT-Kristall hat  Ilmenit-Struktur und ein ABO ₃ -Gitter mit einem oktaedrischen Sauerstoffgerüst. Miyazawa et al. fanden heraus, dass der isotrope Fest-Flüssigkeits-Punkt von LT  liegt bei einem Li ₂ O-Molanteil von 48,75 %, d. h. wenn das Molverhältnis r (Li)/r (Ta) = 48,75/51,25 = 0,951 beträgt . Die Kristallgitterkonstante von LT-Kristallen beträgt a=b=0,5154 nm, c=1,3863 nm .

Tabelle 1 .  Atomkoordinaten der hexagonalen Elementarzelle des LT-Kristalls

Im LT  Im Kristall ist die Menge an Ta ⁵⁺ größer als die Menge an Li ⁺ .  Denn die Bindung von Ta-O ist daher fester als die von Li-O  das überschüssige Ta ⁵⁺ wird die Stelle von Li besetzen⁺ ,  Im Algemeinen. Um die elektrische Neutralität des Kristalls aufrechtzuerhalten, entstehen Leerstellen  auf der Website wird Li ⁺ erscheinen. Aber^manchmal besetzt Li + die Ta ⁵⁺ -Stelle . Es gibt also zwei intrinsische Mängel in LT  Kristall: Anti- Stellen -Tantal (Ta ^Li₄₊) und Lithium-Leerstellen (V ^Li_-). Im Vergleich zu Lithiumniobat weist Lithiumtantalat weniger intrinsische Defekte auf. Abbildung 1 zeigt das Kristallstrukturmodell von Lithiumtantalat.

Abbildung 1. Das Kristallstrukturmodell von Lithiumtantalat