钽酸镓镧（LGT）晶体

简单描述

钽酸镓镧（Langatate，简称LGT）是一种新型非铁电压电晶体，具备一系列独特的物理和化学性质。

详细描述

钽酸镓镧（LGT）晶体是一种新型非铁电压电晶体，具有独特的物理和化学性质。它属于三方晶系，空间群为P321，点群为32。LGT晶体在室温至熔点温度间无相变，具有良好的压电性能、旋光性能和电光性能，因此被广泛用作新型旋光-电光Q开关材料。此外，LGT晶体还具有非中心对称结构、透过波段宽、抗激光损伤阈值高等特点，在非线性光学方面有着广阔的应用前景。

LGT晶体可以通过提拉法等方法制备，且容易获得高质量的晶体。其压电常数较高，机电耦合系数也较好，同时具有良好的温度稳定性。这些优异的性能使得LGT晶体在电子、光学、传感等领域具有广泛的应用价值。例如，它可以用于制作中频滤波器、高温传感器、声表面波（SAW）器件、声谐振器以及压电传感器等。

优点

1. 高机电耦合系数：与传统人工水晶相比，LGT晶体具有更高的机电耦合系数，这使得它在电声转换和机械振动传感等领域具有更好的性能。
2. 无相变特性：LGT晶体在室温至熔点（约1470℃）之间无相变，表现出良好的热稳定性和结构稳定性，适用于高温环境下的应用。
3. 高电阻率：LGT晶体具有高电阻率，特别是在高温下仍能保持较高的电阻性能，这使得它在电子器件中具有更好的绝缘性和稳定性。
4. 优良的压电性能：LGT晶体具有较强的压电效应，其压电常数优于许多其他压电材料，适用于制作压电传感器、滤波器等器件。
5. 良好的光学性质：LGT晶体具有旋光和电光性质，可作为新型旋光-电光Q开关材料。同时，其非中心对称结构、透过波段宽以及抗激光损伤阈值高等特点，使其在非线性光学方面有着广阔的应用前景。
6. 易于制备：LGT晶体可以通过提拉法等传统方法制备出大尺寸单晶，有利于工业化生产和应用。

应用领域

1. 中频滤波器：LGT晶体具有优良的压电性能和温度稳定性，使其成为制作中频滤波器的理想材料。中频滤波器在无线通信、雷达和电视等领域有着广泛的应用。
2. 高温传感器：由于LGT晶体在室温至熔点温度间无相变，且具有较高的电阻率和热稳定性，因此适用于制作高温传感器。这些传感器可以在高温环境下稳定工作，提供准确的温度和压力测量。
3. 声表面波（SAW）器件：LGT晶体的压电性能使得它成为制作声表面波器件的优选材料。声表面波器件在移动通信、信号处理等领域具有广泛的应用。
4. 声谐振器：LGT晶体的高频振动特性和稳定性使其成为制作声谐振器的理想选择。声谐振器在振荡电路、频率控制等领域发挥着重要作用。
5. 压电传感器：利用LGT晶体的压电效应，可以制作各种压电传感器，如压力传感器、加速度传感器等。这些传感器在工业自动化、汽车制造等领域有着广泛的应用。
6. 非线性光学器件：LGT晶体的非中心对称结构、透过波段宽以及抗激光损伤阈值高等特点，使其在非线性光学器件的制作中具有潜在的应用价值。这些器件在激光技术、光学通信等领域可能发挥重要作用。

详细参数

参数名称	数值
化学组成	La3Ga5.5Ta0.5O14
晶体结构	三方晶系
空间群	P321
点群	32
密度	6.13 g/cm³（或6.151 g/cm³，不同文献略有差异）
熔点	约1470 ℃
莫氏硬度	6.5（或6.6，不同文献略有差异）
晶胞参数	a=8.228 Å, c=5.129 Å（或a=0.82200±0.0021 nm, c=0.51217±0.0015 nm，不同文献略有差异）
电阻率	1.5×10^8 Ω·cm @540 ℃
杨氏模量	YE11=11×1010 N/m²
压电常数	-d11=6.5 pC/N，d14=4.7 pC/N（或d11=+7.1×10(-12) C/N，不同文献略有差异）
热膨胀系数	a11=6.087×10(-6)/℃（或α11=6.3435×10(-1)，α33=4.6036×10(-1)，不同文献略有差异）
热释电效应	无
电极材料	Au（chrome flash gold）