Yttrium-Eisen-Granat

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YIG Einkristall aus der Hochtemperaturlösung

Yttrium-Eisen-Granat, kurz YIG (engl. Yttrium Iron Garnet), ist ein künstlich hergestellter Granat mit der chemischen Zusammensetzung Y₃Fe₂(FeO₄)₃ oder auch Y₃Fe₅O₁₂. Die CAS-Nummer ist Vorlage:CASRN. Dieser Granat wurde bisher nicht in der Natur nachgewiesen.

YIG kristallisiert im kubischen Kristallsystem und entwickelt dunkelrote bis schwarze Kristalle mit einem metallischen Glanz auf den Oberflächen.

YIG zeigt einen starken Faraday-Effekt, hat eine hohe Güte im Mikrowellenbereich und eine sehr kleine Linienbreite in der Elektronenspinresonanz. Das Material wird daher in Mikrowellen-, optischen und magnetooptischen Anwendungen eingesetzt, z. B. als frequenzbestimmendes Element im Resonator von Oszillatoren und in YIG-Filtern für Frequenzen im Gigahertz-Bereich. Dort kommt er vorzugsweise in Form hochpräziser, kleinkalibriger Kugeln (typ. 250–300 µm Durchmesser) mit feinpolierter Oberfläche zur Anwendung.

Herstellung

Einkristalle können nach verschiedenen Verfahren hergestellt werden. So werden in der Literatur chemische Transportreaktionen und Gasphasenabscheidungen mit Chloriden zur Herstellung weniger Millimeter großer Einkristalle beschrieben. Auch ist eine Herstellung nach dem tiegelfreien Zonenschmelzverfahren und sogar dem Verneuil-Verfahren beschrieben. Optisch hochwertige Einkristalle mit ca. 5 cm Durchmesser werden üblicherweise aus der Schmelzlösung erhalten.

Eigenschaften

Yttrium-Eisen-Granat ist ferrimagnetischer Isolator, die Curie-Temperatur liegt bei 550 K.

Seine Mohshärte beträgt 6,5 bis 7 und seine Dichte 5,17 g/cm³.

Literatur

J. Helszajn: YIG Resonators and Filters. John Wiley & Sons, New York 1985.
K.-Th. Wilke, J. Bohm: Kristallzüchtung, VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlin 1988, ISBN 3-326-00092-8
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Weblinks

Vorlage:Mineralienatlas