Introduzione a 7 tipi di materiali sintetici di granato

I granati sono un gruppo di minerali silicati utilizzati come gemme e abrasivi fin dall'età del bronzo. La formula chimica generale del granato può essere A3B2(SiO4)3, dove A rappresenta un elemento divalente, come magnesio, ferro, manganese, calcio, ecc.; B è un elemento trivalente come alluminio, cromo, ferro, ecc. Le diverse specie di granato includono il piropo (Mg3Al2(SiO4)3), l'amandino (Fe3Al2(SiO4)3), lo spessartino (Mn2+3Al2(SiO4) 3), il grossolano (Ca3Al2(SiO4)3), l'uvarovite (Ca3Cr2(SiO4)3) e l'andradite (Ca3Fe2(SiO4)3). Tuttavia, oggi non parliamo di questi granati naturali, ma di granati sintetici.

Il granato sintetico è noto anche come granato di terre rare. La struttura cristallografica dei granati è stata ampliata dal prototipo a tipi più avanzati. Allo stesso modo, possiamo usare una formula chimica generale per descriverlo: A3B2(CO4)3. A e B rappresentano gli stessi elementi divalenti e trivalenti descritti in precedenza, mentre C non rappresenta solo il silicio, ma anche un gran numero di altri elementi, come germanio, gallio, alluminio, vanadio e ferro.

In questo articolo, avrete una conoscenza di base di questi 7 tipi di granati sintetici: granato di gallio terbio (TGG), granato di alluminio scandio terbio (TSAG), granato di alluminio lutezio drogato con cerio (Ce:LuAG), granato di alluminio-gallio drogato con cerio (Ce:GAGG), granato di ittrio-alluminio drogato con neodimio (Nd:YAG), granato di ittrio-alluminio drogato con cromo (Cr4+:YAG) e granato di gadolinio-gallio (GGG).

Granato di terbio gallio (TGG)

Ilgranatodi gallio e terbio (TGG) è un tipo di granato sintetico con la composizione chimica di Tb3Ga5O12. Il TGG ha il vantaggio di avere una grande costante di Verdet, basse perdite ottiche, alta conducibilità termica ed elevata soglia di danno laser. È ampiamente utilizzato negli isolatori ottici per i sistemi laser, nei circolatori ottici per i sistemi a fibre ottiche, nei modulatori ottici e nei sensori di corrente e di campo magnetico. Il cristallo singolo TGG è anche il miglior materiale magneto-ottico per la realizzazione di un rotatore e isolatore di Faraday, con una lunghezza d'onda adatta di 400-1100 nm (esclusi 470nm-500nm).

Granato di alluminio e scandio di terbio (TSAG)

Ilgranatodi terbio scandio alluminio (TSAG) è un granato sintetico incolore e altamente trasparente con la composizione chimica di Tb3Sc2Al3O12. Ha i vantaggi di un'elevata costante di Verdet e di eccellenti proprietà termiche e meccaniche. Il TSAG è un materiale isolante fondamentale per la prossima generazione di laser a fibra ed è un cristallo magnetico ideale per il visibile e l'infrarosso.

Granato di alluminio e lutezio drogato con cerio (Ce:LuAG)

Ilgranatodi alluminio lutezio drogato con cerio (Ce:LuAG) è uno scintillatore relativamente denso con i vantaggi dell'alta densità, del rapido tempo di decadimento, della non igroscopicità e delle buone prestazioni meccaniche e chimiche. Il Ce:LuAG è anche meccanicamente e chimicamente stabile e può essere lavorato in una varietà di forme e dimensioni, tra cui prismi, sfere e lastre sottili. Ce:LuAG è adatto per schermi sottili di imaging, sistemi di scansione medica, acceleratori e rivelatori di particelle ad alta energia, illuminazione laser e LED.

Granato di alluminio-gallio drogato al cerio (Ce:GAGG)

Ilgranatodi gallio e alluminio drogato con cerio (Ce:GAGG) è uno scintillatore a cristallo singolo relativamente nuovo, con un'elevata resa luminosa, una buona risoluzione energetica, un elevato numero atomico effettivo, una rapida risposta alla scintillazione, stabilità chimica, robustezza e capacità di crescita di grandi dimensioni del cristallo. Il cristallo Ce:GAGG è una buona scelta per le tecniche di imaging medico, come l'imaging a raggi X, la tomografia computerizzata (TC), la tomografia a emissione di positroni (PET) e la tomografia computerizzata a emissione di fotoni singoli (SPECT).

Granato di ittrio e alluminio drogato al neodimio (Nd:YAG)

Ilgranatodi ittrio e alluminio drogato al neodimio (Nd:YAG) è un cristallo sintetico composto da neodimio, ittrio e alluminio e ossigeno con formula chimica Nd:Y3Al5O12. È il primo, il più famoso e il più utilizzato cristallo laser. L'Nd:YAG ha un'efficienza di assorbimento e conversione ottica relativamente buona, una bassa soglia di laser e una buona dissipazione termica per il funzionamento ad alta potenza. Si tratta di un materiale di lavoro laser preferito, ampiamente utilizzato nei laser medici e industriali, come le macchine per la marcatura laser, le macchine da taglio, gli strumenti per la terapia laser e gli strumenti di bellezza.

Granato di ittrio e alluminio drogato con cromo (Cr4+:YAG)

Ilgranatodi ittrio e alluminio drogato con cromo (Cr4+:YAG) è un cristallo con formula chimica Cr4+:Y3Al5O12. Questo cristallo è chimicamente stabile, resistente ai raggi UV e durevole. Inoltre, è in grado di operare in un'ampia gamma di temperature e condizioni ed è adatto ad applicazioni ad alta potenza media. Cr4+:YAG è un materiale ideale per il Q-switching passivo di Nd:YAG e altri laser drogati Nd e Yb nella gamma di lunghezze d'onda da 0,8 a 1,2 µm. Viene utilizzato anche per il telerilevamento, la scansione 3D e il sistema Lidar.

Granato di gallio gadolinio (GGG)

Ilgranatodi gadolinio e gallio (GGG) è un granato cristallino con formula chimica Gd3Ga5O12. Il cristallo singolo di GGG ha buone proprietà meccaniche, termiche e ottiche, come basse perdite ottiche, elevata conducibilità termica e alta soglia di danno laser. Si tratta di un materiale ricercato per i componenti ottici e i substrati. Il substrato in cristallo singolo GGG contribuisce a garantire il successo della crescita epitassiale dei film YIG e BIG, che sono componenti fondamentali dei dispositivi di comunicazione ottica.

Stanford Advanced Materials (SAM) è specializzata nella produzione di materiali cristallini ottici per numerose applicazioni e dispositivi. I materiali cristallini funzionali comprendono principalmente cristalli magneto-ottici TGG, granato di gallio terbio, TSAG; cristalli piezoelettrici LT (LiTaO3), tantalato di litio, LN (LiNbO3), nioato di litio, LGS, silicato di gallio lantanio; cristalli di scintillazione Ce: LUAG, Ce: GAGG; cristalli laser Nd: YAG e cristalli di substrato epitassiale singolo GGG, SGGG, alluminato di lantanio LaAlO3, ecc. Se siete interessati ad acquistare materiali cristallini di elevata purezza, non esitate a inviare una richiesta al nostro team di vendita.