Yttrium-Aluminium-Granat

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Yttrium-Aluminium-Granat
Yag-rod.jpg
Yttrium-Aluminium-Granat-Stab (Nd-dotiert)
Allgemeines und Klassifikation
Chemische Formel
Mineralklasse
(und ggf. Abteilung)
keine, da als Synthese nicht als Mineral anerkannt
Kristallographische Daten
Kristallsystem kubisch
Kristallklasse; Symbol kubisch-hexakisoktaedrisch; 4/m 3 2/m[3]
Raumgruppe Ia3dVorlage:Raumgruppe/230[1]
Gitterparameter a = 12,00 Å[1]
Formeleinheiten Z = 8[1]
Physikalische Eigenschaften
Mohshärte 8[4] bis 8,5[5]
Dichte (g/cm3) 4,55 bis 4,65[5]
Spaltbarkeit keine
Bruch; Tenazität muschelig
Farbe farblos, grün, gelb, blau, rot, violett[4]
Strichfarbe weiß
Transparenz durchsichtig
Glanz Glasglanz
Kristalloptik
Brechungsindizes nω = 1,833
nε = 1,833
Doppelbrechung keine
Achsenwinkel 2V = 0,028 (BG)

Yttrium-Aluminium-Granat (kurz YAG) ist eine künstlich hergestellte kristalline Verbindung mit der chemischen Zusammensetzung Y3Al5O12. Ein im Aufbau ähnlicher, ebenfalls künstlicher Kristall ist der Yttrium-Eisen-Granat (YIG, für englisch yttrium iron garnet).

Eigenschaften[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

YAG besitzt sehr hohe akustische Wellengeschwindigkeiten, welche sich in ihren verschieden Raumrichtungen nur wenig unterscheiden. Die longitudinale Wellengeschwindigkeit beträgt in [001]-Richtung 8563 m/s und für die transversale Wellengeschwindigkeit in [001]-Richtung 5029,3 m/s.[6] Der Isotropiefaktor beträgt 1,03.

Herstellung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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.[3]

Verwendung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Laser und LED[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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.

Schmuckstein[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

YAG (gemmologisch korrekt: Granatoid) ist aufgrund seiner Mohshärte von 8 bis 8,5 sowie seiner hohen Dispersion und Brechungsindex (zusammen ergeben sie das sog. Feuer) auch ein beliebter Schmuckstein. Farblos und unter den Handelsnamen simulated diamond[4] (auch Diamonair oder Cirolit[2]) 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.

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. a b c Hugo Strunz, Ernest H. Nickel: Strunz Mineralogical Tables. Chemical-structural Mineral Classification System. 9. Auflage. E. Schweizerbart’sche Verlagsbuchhandlung (Nägele u. Obermiller), Stuttgart 2001, ISBN 3-510-65188-X.
  2. a b Walter Schumann: Edelsteine und Schmucksteine. Alle Arten und Varietäten. 1900 Einzelstücke. 16. überarbeitete Auflage. BLV Verlag, München 2014, ISBN 978-3-8354-1171-5, S. 270.
  3. a b Eigenschaften und Züchtung von YAG. In: yag.de. Abgerufen am 20. April 2018.
  4. a b c Edelstein-Knigge von Prof. Leopold Rössler. YAG (Yttrium-Aluminium-Granat). In: beyars.com. BeyArs GmbH, abgerufen am 20. April 2018.
  5. a b Walter Schumann: Edelsteine und Schmucksteine. Alle Arten und Varietäten. 1900 Einzelstücke. 16. überarbeitete Auflage. BLV Verlag, München 2014, ISBN 978-3-8354-1171-5, S. 275.
  6. E. G. Spencer, R. T. Denton, T. B. Bateman, W. B. Snow, L. G. Van Uitert: Microwave Elastic Properties of Nonmagnetic Garnets. In: Journal of Applied Physics. Band 34, 1963, S. 3059–3060, doi:10.1063/1.1729120.