Thermische Stabilität und Einsatzgrenzen von LiNb_1-xTa_xO₃-Mischkristallen

Schwerpunkt dieses Teilprojektes ist der Einfluss der Li-Stöchiometrie auf die Hochtemperaturstabilität der Materialeigenschaften von LNT-Mischkristallen mit unterschiedlichem Nb/Ta-Verhältnis sowie deren Einsatzgrenzen. Es ist bekannt, dass die beiden Randkomponenten des Li(Nb,Ta)O₃-Systems – LiNbO₃ und LiTaO₃ – als kongruentes System mit etwa 48,4 mol.-% Li₂O wachsen. Das stöchiometrische Li/Ta- bzw. Li/Nb-Verhältnis von 1:1 kann jedoch z. B. durch den VTE-Prozess (Vapor Transport Equilibration), erreicht werden. LiNbO₃-Kristalle mit stöchiometrischer Zusammensetzung zeigen im Allgemeinen verbesserte elektromechanische Eigenschaften bei hohen Temperaturen im Vergleich zu den kongruenten Kristallen. Derzeit sind aber keine Daten über den Einfluss der Li-Stöchiometrie auf die Stabilität des LNT-Mischsystems in der Literatur verfügbar.  Diese Informationen sind jedoch von entscheidender Bedeutung für die LNT-Materialeigenschaften bei hohen Temperaturen. Ein weiterer wichtiger Schwerpunkt des Teilprojekts ist das Verhalten und die Stabilität von Domänenwänden bei hohen Temperaturen und die Bestimmung der stöchiometrie- und kristallqualität-abhängigen Polungseigenschaften.

• Einstellung der Lithium- bzw. der Sauerstoffstöchiometrie in LNT-Kristallen
• Untersuchung der Kinetik des Li2O-Ein- und Ausbaus als Funktion der Temperatur, des Li2O-Dampfdrucks, des Sauerstoffpartialdrucks und des Nb/Ta-Verhältnisses
• Bestimmung der Stabilität der Materialparameter in rauen Umgebungen als Funktion der Zeit
• Untersuchung der Stabilität der Domänenstrukturen

Dr. Yuriy Suhak
Dr. Éva Tichy-Rács

www.iept.tu-clausthal.de/arbeitsgruppen/hochtemperatur-sensorik