imported>Leyo: WP:ZR

2026-04-14T22:09:01Z

Neue Seite

{{Infobox Chemikalie
| Strukturformel = [[Datei:LiNbO3.png|250px|Struktur von Lithiumniobat]]
| Kristallstruktur = Ja
| Strukturhinweis = {{Farbe|#008000|Kreis=1}} [[Lithium|Li]]+ {{0}} {{Farbe|#000080|Kreis=1}} [[Niob|Nb]]5+{{0}} {{Farbe|#FF0000|Kreis=1}} [[Sauerstoff|O]]2−
| Kristallsystem = [[Trigonales Kristallsystem|trigonal]]
| Raumgruppe = {{Raumgruppe|R3c|kurz}}
| Gitterkonstanten = a = 515 pm c = 1386 pm
| Koordinationszahlen = Li[12] (6+6), Nb[6], O[6] (4+2)
| Andere Namen = Lithium-Niob-Oxid
| Summenformel = LiNbO3
| CAS = {{CASRN|12031-63-9}}
| EG-Nummer = 234-755-4
| ECHA-ID = 100.031.583
| PubChem = 159404
| ChemSpider = 10605804
| Beschreibung = weißlicher, geruchloser Feststoff<ref name="alfa" />
| Molare Masse = 147,85 g·[[mol]]−1
| Aggregat = fest
| Dichte = 4,64 g·cm−3<ref name="almaz">''[http://www.almazoptics.com/LiNbO3.htm Lithium Niobate, LiNbO3]'' bei Almaz Optics, abgerufen am 23. August 2011.</ref>
| Schmelzpunkt = 1275 [[Grad Celsius|°C]]<ref name="alfa">{{Alfa|10741|Name=Lithium niobium oxide, Puratronic®, 99.998% (metals basis excluding Ta), Ta <50ppm|Abruf=2019-12-06}}</ref>
| Siedepunkt =
| Dampfdruck =
| Löslichkeit =
| Brechungsindex = 2,2871<ref>{{Literatur |Autor=A. Alcázar de V., B. Ramiro, J. Rams, B. Alonso, G. Rojo, V. Bermúdez, J.M. Cabrera |Titel=Temperature effects in proton exchanged LiNbO3 waveguides |Sammelwerk=Applied Physics B |Band=79 |Nummer=7 |Datum=2004 |Seiten=845–849 |DOI=10.1007/s00340-004-1646-8}}</ref> (23 °C)
| Quelle GHS-Kz = <ref name="alfa" />
| GHS-Piktogramme = {{GHS-Piktogramme|-}}
| GHS-Signalwort =
| H = {{H-Sätze|-}}
| EUH = {{EUH-Sätze|-}}
| P = {{P-Sätze|-}}
| Quelle P = <ref name="alfa" />
| ToxDaten = {{ToxDaten |Typ=LD50 |Organismus=Ratte |Applikationsart=oral |Wert=8000 mg·kg−1 |Bezeichnung= |Quelle=<ref name="alfa" /> }}
}}

'''Lithiumniobat''' ist eine [[chemische Verbindung]] mit der Formel LiNbO3. Es ist ein transparenter, [[kristall]]iner Feststoff, der nicht in der Natur vorkommt. Lithiumniobatkristalle werden üblicherweise nach dem [[Czochralski-Verfahren]] aus einer Schmelze (Gemisch aus [[Lithiumoxid]] und [[Niob(V)-oxid]]) gezogen.<ref>{{Literatur |Autor=Tatyana Volk, Manfred Wöhlecke |Titel=Lithium Niobate |Sammelwerk=Springer Series in Materials Science |Datum=2009 |DOI=10.1007/978-3-540-70766-0 }}</ref> Aufgrund seiner Kristallstruktur hat es einige technisch nutzbare Eigenschaften, vor allem als Material in der [[Nichtlineare Optik|nichtlinearen Optik]].

== Kristallstruktur ==
Lithiumniobat kristallisiert im [[Trigonales Kristallsystem|trigonalen Kristallsystem]] in der {{Raumgruppe|R3c|lang}} mit den [[Gitterparameter]]n a = 515 pm und c = 1386 pm sowie sechs [[Formeleinheit]]en pro Elementarzelle.<ref>{{Literatur |Autor=R. Hsu, E. N. Maslen, D. du Boulay, N. Ishizawa |Titel=Synchrotron X-ray Studies of LiNbO3 and LiTaO3 |Sammelwerk=Acta Crystallographica Section B Structural Science |Band=53 |Nummer=3 |Datum=1997-05 |Seiten=420–428 |DOI=10.1107/S010876819600777X}}</ref> Die [[Niob|Nb5+]]-Kationen werden jeweils von sechs [[Sauerstoff]]atomen in Form von verzerrten [[Oktaeder]]n umgeben. Diese [NbO6] verknüpfen über gemeinsame Ecken zu einem dreidimensionalen Netzwerk. In den Lücken des Netzwerks befinden sich die [[Lithium|Li+]]-Kationen die ihrerseits von je zwölf Sauerstoffatomen umgeben sind. Die [[Koordinationszahl]] von 12 kann als 6+6 beschrieben werden, da sechs der Sauerstoffatome einen deutlich größeren Abstand zu Lithium haben. Als [[Koordinationspolyeder]] ergibt sich für Lithium ein stark verzerrtes [[Antikuboktaeder]].

== Physikalische Eigenschaften ==
Lithiumniobat kristallisiert als farbloser Festkörper mit einem weiten Transparenzbereich beginnend im nahen [[Ultraviolettstrahlung|UV]]- bis in den mittleren [[Infrarotstrahlung|IR]]-Bereich entsprechend Wellenlängen von 320 bis 5600 nm.
Lithiumniobat ist [[Doppelbrechung|doppelbrechend]] und hat bei 633 nm [[Brechungsindex|Brechungsindices]] von ''n''o = 2,286 und ''n''e = 2,202.

Die Kristalle haben eine [[Härte#Härteprüfung nach Mohs|Mohs-Härte]] von 5.
Lithiumniobat zeigt eine Anzahl physikalischer Effekte: die stöchiometrische Zusammensetzung (LiNbO3) ist unterhalb der [[Curie-Temperatur]] ''T''c von 1213 °C (1486 K)<ref name="Wong">K. K. Wong: ''Properties of Lithium Niobate.'' Emis. Datareviews Series, No. 28, London 2002, ISBN 0-85296-799-3.</ref> [[ferroelektrisch]] und dadurch [[Nichtlineare Optik|optisch nichtlinear]], [[Pockels-Effekt|elektrooptisch]], [[Photorefraktion|photorefraktiv]], elastooptisch, [[Piezoelektrizität|piezoelektrisch]] und [[Pyroelektrizität|pyroelektrisch]]. Die ferroelektrische Curie-Temperatur ist abhängig von der Zusammensetzung, so beträgt sie für die kongruente Zusammensetzung (hergestellt aus 48,45 % Li2O, 51,55 % Nb2O5) 1143 °C (1416 K).<ref name="Wong" /> Oberhalb der Curie-Temperatur verliert das Material die ferroelektrischen Eigenschaften und geht in die paraelektrische Phase (Raumgruppe {{Raumgruppe|R-3c|kurz}}) über.<ref name="Lehnert">{{Literatur |Autor=H. Lehnert, H. Boysen, F. Frey, A. Hewat, P. Radaelli |Titel=A neutron powder investigation of the high-temperature structure and phase transition in stoichiometric LiNbO3 |Sammelwerk=Zeitschrift für Kristallographie |Band=212 |Nummer=10 |Datum=1997 |Seiten=712–719 |DOI=10.1524/zkri.1997.212.10.712}}</ref>

== Herstellung ==
Lithiumniobat kann zum Beispiel durch [[Festkörper]]- oder [[Schmelze]]nreaktion von [[Lithiumcarbonat]] mit [[Niob(V)-oxid]] gewonnen werden.

:<chem>Li2CO3 + Nb2O5 -> 2LiNbO3 + CO2 ^</chem>

== Nanoteilchen ==
[[Nanoteilchen]] von Lithiumniobat werden durch Imprägnierung von porösen Trägersubstanzen durch Lösungen von Metallsalzen mit anschließender [[Kalzinierung]] und Auflösung der Trägermatrix oder durch [[Hydrothermale Lösung|hydrothermale Verfahren]] hergestellt.<ref>{{Literatur |Autor=Rachel Grange, Jae-Woo Choi, Chia-Lung Hsieh, Ye Pu, Arnaud Magrez, Rita Smajda, László Forró, Demetri Psaltis |Titel=Lithium niobate nanowires synthesis, optical properties, and manipulation |Sammelwerk=Applied Physics Letters |Band=95 |Nummer=14 |Datum=2009-10-06 |DOI=10.1063/1.3236777 |Seiten=143105}}</ref> Sphärische Nanopartikel mit einem Durchmesser von 10 nm können durch Imprägnierung einer mesoporösen [[Silicat]]matrix mit einer wässrigen Lösung aus LiNO3 und NH4NbO(C2O4)2 und anschließendem zehnminütigen Erhitzen in einem Infrarot-Ofen hergestellt werden.<ref>{{Literatur |Autor= Annett Grigas, [[Stefan Kaskel]] |Titel=Synthesis of LiNbO3 nanoparticles in a mesoporous matrix |Sammelwerk= [[Open Access]] Beilstein Journal of Nanotechnology |Band=2 |Datum=2011 |Seiten=28–33 |DOI=10.3762/bjnano.2.3}}</ref>

== Einsatzgebiete ==
* [[Interdigitaltransducer]] und darauf basierend
* [[Bandpassfilter]] ([[SAW-Filter|Oberflächenwellenfilter]]) in Hochfrequenz-Schaltungen, z. B. Mobiltelefonen und Fernsehern
* [[Laser]]
* [[Modulator]]en
* [[Integrierte Optik]]
* [[Holographie]]

== Ähnliche Verbindungen ==
Das [[Lithiumtantalat]] LiTaO3 kristallisiert [[Strukturtyp#Isotypie|isotyp]] zu LiNbO3,<ref>{{Internetquelle |url=https://www.samaterials.de/lithium-tantalate-vs-lithium-niobate-wafers.html |titel=Lithiumtantalat vs. Lithiumniobat-Wafer |sprache=en |abruf=2025-06-27}}</ref> das heißt, es hat die gleiche [[Kristallstruktur]].

== Siehe auch ==
* [[Kaliumniobat]]
* [[Natriumniobat]]

== Literatur ==
* {{Literatur |Autor=A. M. Prokhorov, Yu S. Kuz'minov |Titel=Physics and Chemistry of Crystalline Lithium Niobate |Verlag=Institute of Physics Publishing |Datum=1999 |ISBN=0-85274-002-6}}
* {{Literatur |Autor=A. Räuber |Titel=Chemistry and physics of lithium niobate |Sammelwerk=Current Topics in Materials Science |Band=1 |Verlag=Elsevier Science Publishing |Datum=1978 |ISBN=0-7204-0708-7 |Seiten=481–601}}
* {{Literatur |Autor=R. S. Weis, T. K. Gaylord |Titel=Lithium niobate: Summary of physical properties and crystal structure |Sammelwerk=Applied Physics A: Materials Science & Processing |Band=37 |Nummer=4 |Datum=1985 |Seiten=191–203 |DOI=10.1007/BF00614817}}

== Weblinks ==
{{Commonscat|Lithium niobate|Lithiumniobat|audio=0|video=0}}

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Lithiumverbindung]]
[[Kategorie:Niobat]]
[[Kategorie:Nichtlineare Optik]]

Lithiumniobat - Versionsgeschichte

imported>Leyo: WP:ZR