Lityum niyobat - Lithium niobate

Lityum niyobat
	; __ Li + __ Nb 5+ __ O 2−
İsimler
	Diğer isimler Lityum niyobyum oksit, lityum niyobyum trioksit
Tanımlayıcılar
CAS numarası
3B modeli ( JSmol )
ChemSpider
ECHA Bilgi Kartı	100.031.583
PubChem Müşteri Kimliği
CompTox Kontrol Paneli ( EPA )
	InChI InChI = 1S / Li.Nb.3O / q + 1 ;;;; - 1 Anahtar: GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N ; InChI = 1 / Li.Nb.3O / q + 1 ;;;; - 1 / rLi.NbO3 / c; 2-1 (3) 4 / q + 1; -1 Anahtar: GQYHUHYESMUTHG-YHKBGIKBAK ;
	GÜLÜMSEME [Li +]. [O -] [Nb] (= O) = O ;
Özellikleri
Kimyasal formül	LiNbO 3
Molar kütle	147.846 g / mol
Görünüm	renksiz katı
Yoğunluk	4,65 g / cm 3
Erime noktası	1.257 ° C (2.295 ° F; 1.530 K)
sudaki çözünürlük	Yok
Bant aralığı	4 eV
Kırılma indisi ( n D )	n, o 2.30, n , e 2.21
Yapısı
Kristal yapı	üç köşeli
Uzay grubu	R3c
Nokta grubu	3m (C 3v )
Tehlikeler
	Ölümcül doz veya konsantrasyon (LD, LC):
LD 50 ( ortalama doz )	8000 mg / kg (oral, sıçan)
	Aksi belirtilmedikçe, veriler standart hallerinde (25 ° C [77 ° F], 100 kPa) malzemeler için verilmiştir.
	doğrula ( nedir ?)
	Bilgi kutusu referansları

Lityum niyobat ( Li Nb O ₃ ), niyobyum , lityum ve oksijenden oluşan, doğal olarak oluşmayan bir tuzdur . Tek kristalleri, optik dalga kılavuzları, cep telefonları, piezoelektrik sensörler, optik modülatörler ve çeşitli diğer doğrusal ve doğrusal olmayan optik uygulamalar için önemli bir malzemedir. Lityum niyobat bazen linobat marka adıyla anılır .

Özellikleri

Lityum niyobat renksiz bir katıdır ve suda çözünmez. Ters çevirme simetrisinden yoksun olan ve ferroelektrikliği , Pockels etkisini , piezoelektrik etkisini, fotoelastisiteyi ve doğrusal olmayan optik polarizasyonu gösteren bir trigonal kristal sistemine sahiptir . Lityum niyobat, kristalin stokiyometrisine ve sıcaklığa biraz bağlı olan negatif tek eksenli çift kırılmaya sahiptir . 350 ile 5200 nanometre arasındaki dalga boyları için şeffaftır .

Lityum niyobat, optik hasar eşiğinin üzerine katıldığında optik hasara (ışık kırılma hasarı olarak da bilinir) direncini artıran magnezyum oksit ile katılabilir . Diğer mevcut katkı maddeleri Fe , Zn , Hf , Cu , Gd , Er , Y , Mn ve B'dir .

Büyüme

Tekli lityum niyobat kristalleri , Czochralski işlemi kullanılarak büyütülebilir .

Z-kesimli, tek kristalli Lityum Niobat gofret

Bir kristal yetiştirildikten sonra, farklı yönlere sahip gofretler halinde dilimlenir. Yaygın yönler Z-kesim, X-kesim, Y-kesim ve önceki eksenlerin döndürülmüş açılarıyla kesimlerdir.

İnce filmler

İnce film lityum niyobat (örneğin, optik dalga kılavuzları için ), MOCVD işlemi kullanılarak safir ve diğer substratlar üzerinde büyütülebilir . Teknoloji, İzolatör Üzerinde Lityum Niobat (LNOI) olarak bilinir.

Nanopartiküller

Lityum niyobat ve niyobyum pentoksit nanopartikülleri düşük sıcaklıkta üretilebilir. Tüm protokol, NbCl bir LiH kaynaklı azalmayı da ₅ ve ardından in situ düşük valanslı niyobyum nano oksitler halinde kendiliğinden oksitlenme. Bu niyobyum oksit, saf Nb sonuçlanan hava atmosfere maruz ₂ O ₅ . Son olarak, sabit Nb ₂ O ₅ lityum niyobat LiNbO dönüştürülür ₃ LiH fazla kontrollü hidrolizi sırasında nanopartiküller. Yaklaşık 10 nm'lik bir çapa sahip lityumniyobat küresel nanopartiküller lino bir sulu çözeltisinin bir karışımı ile bir gözenekli silis matrisi emprenye hazırlanabilir ₃ NH ₄ Nbo (Cı- ₂ O ₄ ) ₂ kızılötesi içinde 10 dakika ısıtıldı ve ardından fırın.

Başvurular

Lityum niyobat, telekomünikasyon pazarında, örneğin mobil telefonlarda ve optik modülatörlerde yaygın olarak kullanılmaktadır . Yüzey akustik dalga cihazlarının imalatı için tercih edilen malzemedir . Bazı kullanımlar için lityum tantalat , Li Ta O _{3 ile değiştirilebilir} . Diğer kullanımlar, lazer frekansı ikiye katlama , doğrusal olmayan optikler , Pockels hücreleri , optik parametrik osilatörler , lazerler için Q-anahtarlama cihazları, diğer acousto-optik cihazlar, gigahertz frekansları için optik anahtarlar , vs.'dir. Optik dalga kılavuzlarının üretimi için mükemmel bir malzemedir . Ayrıca, optik uzamsal alçak geçiren ( örtüşme önleme ) filtrelerin yapımında da kullanılır .

Geçtiğimiz birkaç yılda lityum niyobat, bir tür elektrostatik cımbız olarak uygulamalar buluyor; efekt, ışık uyarımının gerçekleşmesini gerektirdiğinden, optoelektronik cımbız olarak bilinen bir yaklaşım. Bu etki, cımbızlama eylemi aydınlatılmış alanla sınırlandırıldığından mikrometre ölçekli parçacıkların yüksek esneklikle ince manipülasyonuna izin verir. Etki, aydınlatılan nokta içinde ışığa maruz kalma sırasında (1-100 kV / cm) oluşan çok yüksek elektrik alanlarına dayanır. Bu yoğun alanlar, canlı organizmaları çeşitli şekillerde etkileyebildikleri için biyofizik ve biyoteknolojide de uygulamalar bulmaktadır. Örneğin, görünür ışıkla uyarılan demir katkılı lityum niyobatın tümöral hücre kültürlerinde hücre ölümü ürettiği gösterilmiştir.

Periyodik olarak kutuplanmış lityum niyobat (PPLN)

Periyodik olarak kutuplanmış lityum niyobat ( PPLN ), esas olarak doğrusal olmayan optiklerde yarı faz eşleşmesi elde etmek için kullanılan, alan mühendisliği yapılmış bir lityum niyobat kristalidir . Ferroelektrik etki alternatif işaret + c ve c , tipik olarak 5 ile 35 arasında bir süre ile, yön um . Bu aralığın daha kısa periyotları ikinci harmonik üretimi için kullanılırken , daha uzun olanları optik parametrik salınım için kullanılır . Periyodik kutuplama , periyodik olarak yapılandırılmış elektrot ile elektriksel kutuplama ile elde edilebilir. Kristalin kontrollü ısıtılması, sıcaklıkla hafif bir dispersiyon değişimi nedeniyle ortamdaki faz eşleşmesini ince ayar yapmak için kullanılabilir .

Periyodik kutuplama, lityum niyobatın doğrusal olmayan tensörünün en büyük değerini kullanır, d ₃₃ = 27 pm / V. Yarı faz eşleştirme, tam d _33'ün 2 / (% 64) , yaklaşık 17 pm / V olan maksimum verimlilik verir .

Periyodik kutuplama için kullanılan diğer malzemeler , KTP ( periyodik olarak kutuplanmış KTP , PPKTP ile sonuçlanan ), lityum tantalat ve bazı organik malzemeler gibi geniş bant aralıklı inorganik kristallerdir .

Periyodik kutuplama tekniği, yüzey nano yapıları oluşturmak için de kullanılabilir .

Bununla birlikte, düşük ışık kırıcı hasar eşiği nedeniyle, PPLN yalnızca sınırlı uygulamalar bulur: çok düşük güç seviyelerinde. MgO katkılı lityum niyobat, periyodik olarak kutuplanmış yöntemle üretilir. Periyodik olarak kutuplanmış MgO katkılı lityum niyobat (PPMgOLN) bu nedenle uygulamayı orta güç seviyesine genişletir.

Sellmeier denklemleri

Sellmeier denklemleri olağanüstü endeksi için yarı-faz eşleştirmesi için kutuplanma süresi ve ortalama sıcaklığını bulmak için kullanılır. Jundt verir

${\ displaystyle {n_ {e} ^ {2} \ yaklaşık 5.35583 + 4.629 \ times 10 ^ {- 7} f + {0.100473 + 3.862 \ times 10 ^ {- 8} f \ over \ lambda ^ {2} - (0.20692 -0.89 \ times 10 ^ {- 8} f) ^ {2}} + {100 + 2.657 \ times 10 ^ {- 5} f \ over \ lambda ^ {2} -11.34927 ^ {2}} - 1.5334 \ times 10 ^ {- 2} \ lambda ^ {2}}}$

0,4 ila 5 mikrometre dalga boyları için 20 ila 250 ° C , daha uzun dalga boyu için geçerlidir,

${\ displaystyle {n_ {e} ^ {2} \ yaklaşık 5,39121 + 4,968 \ times 10 ^ {- 7} f + {0,100473 + 3,862 \ times 10 ^ {- 8} f \ over \ lambda ^ {2} - (0,20692 -0.89 \ times 10 ^ {- 8} f) ^ {2}} + {100 + 2.657 \ times 10 ^ {- 5} f \ over \ lambda ^ {2} -11.34927 ^ {2}} - (1.544 \ çarpı 10 ^ {- 2} +9.62119 \ times 10 ^ {- 10} \ lambda) \ lambda ^ {2}}}$

T = 25-180 ° C, 2.8-4.8 mikrometre arasındaki λ dalga boyları için geçerlidir .

Bu denklemlerde f = ( T - 24.5) ( T + 570.82), λ mikrometredir ve T ° C cinsindendir.

Daha genel olarak, MgO katkılı Li Nb O ₃ için sıradan ve olağanüstü indeks için :

${\ displaystyle {n ^ {2} \ yaklaşık a_ {1} + b_ {1} f + {a_ {2} + b_ {2} f \ over \ lambda ^ {2} - (a_ {3} + b_ {3 } f) ^ {2}} + {a_ {4} + b_ {4} f \ over \ lambda ^ {2} -a_ {5} ^ {2}} - a_ {6} \ lambda ^ {2}} }$ ,

ile:

Parametreler	% 5 MgO katkılı CLN		% 1 MgO katkılı SLN
Parametreler	n _e	n, _o	n _e
bir ₁	5.756	5.653	5.078
bir ₂	0.0983	0.1185	0,0964
bir ₃	0.2020	0.2091	0.2065
bir ₄	189,32	89.61	61.16
bir ₅	12.52	10.85	10.55
bir ₆	1,32 × 10 ⁻²	1,97 × 10 ⁻²	1,59 × 10 ²
b ₁	2.860 × 10 ⁻⁶	7,941 × 10 ⁻⁷	4,677 × 10 ⁻⁷
b ₂	4.700 × 10 ⁻⁸	3,134 × 10 ⁻⁸	7,822 × 10 ⁻⁸
b ₃	6.113 × 10 ⁻⁸	−4.641 × 10 ⁻⁹	−2.653 × 10 ⁻⁸
b ₄	1.516 × 10 ⁻⁴	−2.188 × 10 ⁻⁶	1.096 × 10 ⁻⁴

uyumlu Li Nb O ₃ (CLN) ve stokiyometrik Li Nb O ₃ (SLN) için.

Ayrıca bakınız

Referanslar

daha fazla okuma

Ferraro, Pietro; Grilli, Simonetta; De Natale, Paolo, editörler. (2009). Nano Ölçekli İmalat ve Karakterizasyon Teknikleri Dahil Fotonik Uygulamalar için Ferroelektrik Kristaller . Malzeme Biliminde Springer Serileri. 91 . doi : 10.1007 / 978-3-540-77965-0 . ISBN 978-3-540-77963-6 .

Dış bağlantılar

Lityum niobat hakkında Inrad veri sayfası

Languages

In other projects