Eine Einführung in 7 Arten von synthetischen Granatmaterialien

Granate sind eine Gruppe von Silikatmineralien, die seit der Bronzezeit als Edelsteine und Schleifmittel verwendet werden. Die allgemeine chemische Formel von Granat lautet A3B2(SiO4)3, wobei A für ein zweiwertiges Element wie Magnesium, Eisen, Mangan, Calcium usw. steht; B ist ein dreiwertiges Element wie Aluminium, Chrom, Eisen usw. Zu den verschiedenen Granatarten gehören Pyrop (Mg3Al2(SiO4)3), Amandin (Fe3Al2(SiO4)3), Spessartin (Mn2+3Al2(SiO4)3), Grossular (Ca3Al2(SiO4)3), Uvarovit (Ca3Cr2(SiO4)3) ) und Andradit (Ca3Fe2(SiO4)3). Heute geht es jedoch nicht um diese natürlichen Granate, sondern um synthetische Granate.

Synthetischer Granat wird auch als Seltenerdgranat bezeichnet. Die kristallografische Struktur der Granate wurde vom Prototyp zu weiter entwickelten Typen erweitert. In ähnlicher Weise können wir eine allgemeine chemische Formel verwenden, um sie zu beschreiben: A3B2(CO4)3. A und B stehen für dieselben zwei- und dreiwertigen Elemente wie zuvor beschrieben, während C nicht nur für Silizium steht, sondern auch für eine große Anzahl anderer Elemente wie Germanium, Gallium, Aluminium, Vanadium und Eisen.

In diesem Artikel erhalten Sie ein grundlegendes Verständnis dieser 7 Arten von synthetischen Granaten: Terbium-Gallium-Granat (TGG), Terbium-Scandium-Aluminium-Granat (TSAG), Cer-dotierter Lutetium-Aluminium-Granat (Ce:LuAG), Cer-dotierter Gadolinium-Aluminium-Gallium-Granat (Ce:GAGG), Neodym-dotierter Yttrium-Aluminium-Granat (Nd:YAG), Chrom-dotierter Yttrium-Aluminium-Granat (Cr4+:YAG), und Gadolinium-Gallium-Granat (GGG).

Terbium-Gallium-Granat (TGG)

Terbiumgalliumgranat (TGG) ist eine Art synthetischer Granat mit der chemischen Zusammensetzung Tb3Ga5O12. TGG hat den Vorteil einer großen Verdet-Konstante, geringer optischer Verluste, hoher Wärmeleitfähigkeit und einer hohen Schwelle für Laserschäden. Es findet breite Anwendung in optischen Isolatoren für Lasersysteme, optischen Zirkulatoren für faseroptische Systeme, optischen Modulatoren sowie Strom- und Magnetfeldsensoren. TGG-Einkristall ist auch das beste magneto-optische Material für die Herstellung eines Faraday-Rotators und Isolators mit einer geeigneten Wellenlänge von 400-1100 nm (außer 470 nm-500 nm).

Terbium-Scandium-Aluminium-Granat (TSAG)

Terbium-Scandium-Aluminium-Granat (TSAG) ist ein farbloser und hochtransparenter synthetischer Granat mit der chemischen Zusammensetzung Tb3Sc2Al3O12. Es zeichnet sich durch eine hohe Verdet-Konstante und hervorragende thermische und mechanische Eigenschaften aus. TSAG ist ein wichtiges Isolatormaterial für die nächste Generation von Faserlasern und ein idealer magnetischer Kristall im sichtbaren und infraroten Bereich.

Mit Cerium dotiertes Lutetium-Aluminium-Granat (Ce:LuAG)

Cerium-dotiertes Lutetium-Aluminium-Granat (Ce:LuAG) ist ein relativ dichter Szintillator mit den Vorteilen einer hohen Dichte, einer schnellen Abklingzeit, Nicht-Hygroskopizität und guter mechanischer und chemischer Eigenschaften. Ce:LuAG ist auch mechanisch und chemisch stabil und kann zu einer Vielzahl von Formen und Größen verarbeitet werden, darunter Prismen, Kugeln und dünne Platten. Ce:LuAG eignet sich für dünne Bildschirme, medizinische Scansysteme, Hochenergie-Teilchenbeschleuniger und -detektoren sowie für Laser- und LED-Beleuchtung.

Mit Cerium dotiertes Gadolinium-Aluminium-Gallium-Granat (Ce:GAGG)

Cerium-dotierter Gadolinium-Aluminium-Gallium-Granat (Ce:GAGG) ist ein relativ neuer Einkristall-Szintillator mit hoher Lichtausbeute, guter Energieauflösung, hoher effektiver Ordnungszahl, schnellem Szintillationsverhalten, chemischer Stabilität sowie Robustheit und der Fähigkeit zu großem Kristallwachstum. Der Ce:GAGG-Kristall ist eine gute Wahl für medizinische Bildgebungsverfahren wie Röntgenbildgebung, Computertomografie (CT), Positronenemissionstomografie (PET) und Einzelphotonen-Emissions-Computertomografie (SPECT).

Neodym-dotiertes Yttrium-Aluminium-Granat (Nd:YAG)

Neodym-dotiertesYttrium-Aluminium-Granat (Nd:YAG) ist ein synthetischer Kristall aus Neodym, Yttrium-Aluminium und Sauerstoff mit der chemischen Formel Nd:Y3Al5O12. Er ist der älteste, bekannteste und am meisten verwendete Laserkristall. Nd:YAG hat eine relativ gute optische Absorption und Umwandlungseffizienz, eine niedrige Laserschwelle und eine gute Wärmeableitung für den Betrieb mit hoher Leistung. Es ist ein bevorzugtes Lasermaterial, das in medizinischen und industriellen Lasern, wie z. B. Lasermarkiermaschinen, Schneidmaschinen, Lasertherapiegeräten und Schönheitsinstrumenten, weit verbreitet ist.

Chrom-dotiertes Yttrium-Aluminium-Granat (Cr4+:YAG)

Chromdotiertes Yttrium-Aluminium-Granat (Cr4+:YAG) ist ein Kristall mit der chemischen Formel Cr4+:Y3Al5O12. Dieser Kristall ist chemisch stabil, UV-beständig und langlebig. Außerdem kann er in einem breiten Temperaturbereich und unter verschiedenen Bedingungen eingesetzt werden und eignet sich gut für Anwendungen mit hoher Durchschnittsleistung. Cr4+:YAG ist ein ideales Material für das passive Q-Switching von Nd:YAG- und anderen Nd- und Yb-dotierten Lasern im Wellenlängenbereich von 0,8 bis 1,2 µm. Es wird auch für die Fernerkundung, 3D-Scans und das Lidar-System verwendet.

Gadolinium-Gallium-Granat (GGG)

Gadolinium-Gallium-Granat (GGG) ist ein kristalliner Granat mit der chemischen Formel Gd3Ga5O12. GGG-Einkristalle haben gute mechanische, thermische und optische Eigenschaften, wie z. B. geringe optische Verluste, hohe Wärmeleitfähigkeit und eine hohe Schwelle für Laserschäden. Es ist ein begehrtes Material für optische Komponenten und Substrate. Das GGG-Einkristallsubstrat trägt zum erfolgreichen epitaktischen Wachstum von YIG- und BIG-Filmen bei, die Kernbestandteile von optischen Kommunikationsgeräten sind.

Stanford Advanced Materials (SAM) hat sich auf die Herstellung von optischen Kristallmaterialien für zahlreiche Anwendungen und Geräte spezialisiert. Zu den funktionellen Kristallmaterialien gehören hauptsächlich magneto-optische Kristalle TGG Terbium-Gallium-Granat, TSAG; piezoelektrische Kristalle LT (LiTaO3) Lithiumtantalat, LN (LiNbO3) Lithiumnioat, LGS Lanthangalliumsilikat; Szintillationskristalle Ce: LUAG, Ce: GAGG; Laserkristall Nd:YAG und einkristalline epitaktische Substratkristalle GGG, SGGG, Lanthan-Aluminat LaAlO3, usw. Wenn Sie am Kauf hochreiner Kristallmaterialien interessiert sind, können Sie eine Anfrage an unser Verkaufsteam senden.