Lutetiumalumiinigranaatti
Lutetiumalumiinigranaatti (lyhennetään monesti LuAG, kemiallinen kaava Al5Lu3O12) on keinotekoinen mineraali, joka kuuluu granaattien ryhmään. Se sisältää harvinaista maametallia lutetiumia ja alumiinia. Sitä käytetään lähinnä kiinteän olomuodon lasereiden optisena materiaalina. Sitä on myös käytetty skintillaattoreissa ja väriaineena joissain LED-valoissa.[1][3]
| Lutetiumalumiinigranaatti | |
|---|---|
| Luokka | Synteettinen mineraali |
| Kemialliset ominaisuudet | |
| Kemiallinen kaava | Al5Lu3O12 |
| Molekyylipaino | 851,80 |
| Fysikaaliset ominaisuudet | |
| Kidejärjestelmä | kuutiollinen, hilavakio a=119,1 pm |
| Kovuus Mohsin asteikolla | 8,4 |
| Tiheys | 6,71 |
| Sulamispiste | 1 980 °C |
| Optiset ominaisuudet | |
| Taitekerroin | 1,84 (1 064 nm) |
| Muut ominaisuudet |
ominaislämpökapasiteetti 0,419 J/g·K lämmönjohtavuus 8,3 W/m·K lämpölaajenemiskerroin 6,13·10-6 K-1 |
| Lähteet | |
Pelkkä LuAG, kuten myöskään muut granaatit tai safiiri, ei puhtaana toimi laseroivana väliaineena, vaan siihen pitää doupata sopivien muiden aineiden ioneja. Lutetiumin etu muihin lasereissa käytettyihin metalleihin kuten yttriumiin verrattuna on, että sen tiheys on suuri ja lähellä douppaukseen käytettyjen aineiden tiheyttä, jolloin siitä valmistetun kiteen fysikaaliset ominaisuudet eivät muutu juurikaan doupattujen ionien johdosta. LuAG-materiaali myös kestää hyvin lämpötilan muutoksia muiden ominaisuuksien pysyessä lähes samoina. Haittapuolena on lutetiumin kalleus ja harvinaisuus.
Joitakin LuAG-lasereissa käytettyjä douppausaineita ovat lantanoidit erbium (Er:LuAG), holmium (Ho:LuAG) tulium (Tm:LuAG) ja ytterbium (Yb:LuAG), sekä tuliumin ja holmiumin seos (Tm:Ho:LuAG). 2 % tuliumilla doupattu Tm:LuAG toimii noin 680 nm:n aallonpituudella ja 10 % Yb:LuAG noin 970 nm alueella.[2]
LuAG-materiaalia on tutkittu käytettäväksi myös korkean taitekertoimen linsseihin immersiolitografiassa.[4]
Katso myös muokkaa
Lähteet muokkaa
- ↑ a b Lutetium Aluminum americanelements.com. Viitattu 4.4.2018. (englanniksi)
- ↑ a b Laser Materials Lu3Al5O12 Lutetium Aluminum Garnet Scientificmaterials.com. Viitattu 4.4.2018. (englanniksi)
- ↑ Koechner, Walter: Solid-state laser engineering, s. 43. Springer, 2006. ISBN 0-387-29094-X. Kirja Googlen teoshaussa. (englanniksi)
- ↑ Wei, Yayi & Brainard, Robert L.: Advanced Processes for 193-NM Immersion Lithography, s. 12. SPIE Press, 2009. ISBN 0-8194-7557-2. Kirja Googlen teoshaussa. (englanniksi)
