Yttrium-Aluminium-Granat


Yttrium-Aluminium-Granat

Dieser Artikel behandelt die kristalline Verbindung (YAG); für die türkische Fußballspielerin siehe Cansu Yağ.
Yttrium-Aluminium-Granat
Yag-rod.jpg
Yttrium-Aluminium-Granat-Stab (Nd-dotiert)
Chemische Formel

Y3Al5O12

Mineralklasse
Kristallsystem kubisch
Kristallklasse; Symbol nach Hermann-Mauguin kubisch-hexakisoktaedrisch $ 4/m\ \bar{3}\ 2/m $[1]
Farbe farblos, kann je nach Dotierung auch grün, blau, pink, rot, orange, gelb und violett sein
Strichfarbe weiß
Mohshärte 8 bis 8,5
Dichte (g/cm3) 4,55 - 4,65
Glanz Glasglanz
Transparenz durchsichtig
Bruch muschelig
Spaltbarkeit keine
Habitus
Kristalloptik
Brechungsindex no= 1,833
ne= 1,833
Doppelbrechung
(optischer Charakter)
keine
Optischer Achsenwinkel 2V = 0,028 (BG)
Weitere Eigenschaften
Schmelzpunkt 1950 °C [1]

Yttrium-Aluminium-Granat, meist unter der englischen Abkürzung YAG (yttrium aluminium garnet) bekannt, ist eine künstlich hergestellte kristalline Verbindung mit der chemischen Zusammensetzung Y3Al5O12. Ein im Aufbau ähnlicher, ebenfalls künstlicher Kristall ist der Yttrium-Eisen-Granat (YIG: yttrium iron garnet).

Eigenschaften

YAG besitzt sehr hohe akustische Wellengeschwindigkeiten, welche sich in ihren verschieden Raumrichtungen nur wenig unterscheiden. Die longitudinale Wellengeschwindigkeit beträgt in [001]-Richtung 8,5630*105 cm/sec und für die transversale Wellengeschwindigkeit in [001]-Richtung 5,0293*105 cm/sec[2]. Der Isotropiefaktor beträgt 1,03.

Herstellung

Die Herstellung von YAG erfolgt fast ausschließlich nach dem Czochralski-Verfahren (Cz-Verfahren), mit dem Einkristalle von mehr als 300 mm Länge und bis zu 100 mm Durchmesser gezüchtet werden können. [1]

Verwendung

YAG wird vorwiegend als einkristalliner Wirtskristall für Festkörperlaser genutzt. Hierfür wird er je nach gewünschten Eigenschaften, vor allem der zu emittierenden Wellenlänge mit verschiedenen Lanthanoiden dotiert, unter anderem mit Neodym (Nd:YAG-Laser) und Erbium (Er:YAG-Laser).

Zur Herstellung von weißen LEDs kann mit Cer dotiertes YAG-Pulver (YAG:Ce3+) als gelber Leuchtstoff in Kombination mit einer blauen LED (Indiumgalliumnitrid InGaN) eingesetzt werden. YAG:Ce3+-Einkristalle werden weiterhin als Szintillatoren in Rasterelektronenmikroskopen (REM) verwendet, wo sie zur Erzeugung besonders rauscharmer Bilder dienen.

als Schmuckstein

YAG (gemmologisch korrekt: Granatoid) ist aufgrund seiner Mohshärte von 8 bis 8,5 sowie seiner hohen Dispersion und Brechzahl (zusammen ergeben sie das sog. Feuer) auch ein beliebter Schmuckstein. Farblos und unter den Handelsnamen simulated diamond, Diamonair oder Cirolit diente er als Diamantersatz, bis er durch den besser geeigneten Zirkonia ersetzt wurde. Je nach Dotierung mit verschiedenen Elementen und den dadurch erzeugten Farben Grün, Gelb, Blau, Rot und Violett kann er auch zur Imitation anderer Schmucksteine verwendet werden. [3][4]

Einzelnachweise

  1. 1,0 1,1 1,2 yag.de - Eigenschaften und Züchtung von YAG
  2. E.G. Spencer, et al.: Microwave Elastic Properties of Nonmagnetic Garnets. (pdf) In: J. Appl. Phys.. 34, 1963, S. 3059-3060. doi:10.1063/1.1729120. Abgerufen am 10. Januar 2013.
  3. Edelstein-Knigge von Prof. Leopold Rössler - YAG
  4.  Walter Schumann: Edelsteine und Schmucksteine. 13. Auflage. BLV Verlags GmbH, 1976/1989, ISBN 3-405-16332-3, S. 272.