Лангасит | Лантан галлиевый силикат (ЛГС)
Лантан галлиевый силикат (лангасит) представляет собой пьезоэлектрический кристалл, обладающий уникальным сочетанием физических свойств, обеспечивающим применением его в пьезотехнике.
С точки зрения физических свойств лангасит не может быть отнесен ни к пироэлектрикам ни к сегнетоэлектрикам. По своим характеристикам лангасит занимает промежуточное положение в ряду других известных пьезоэлектрических материалов, таких как ниобат лития, танталат лития и кварц и перекрывает собой те области применения, где использование других традиционных материалов по ряду характеристик не эффективно.
Лангасит имеет меньшую, по сравнению с кварцем, ниобатом лития и танталатом лития анизотропию коэффициентов линейного расширения, что является важным свойством для высокотемпературных применений.
Пьезоэлектрические подложки на основе кристаллов лангасита используются для изготовления ПАВ и ОАВ фильтров, резонаторов и других пьезоэлектрических приборов.
Кристаллы лангасита выращиваются вдоль осей <00.1>, <01.1> и <11.0>
Пьезоматериал из лангасита
Основные параметры пьезоматериала для приборов, работающих на поверхностных акустических волнах (ПАВ)
Пьезоматериалы, которые используются в качестве подложек для ПАВ-приборов, имеют два наиболее важных параметра:
- скорость распространения ПАВ и ее температурная зависимость;
- коэффициент электромеханической связи;
Эти и другие параметры у наиболее распространенных пьезоматериалов, используемых для изготовления ПАВ-подложек, с целью сравнительной оценки приведены в таблице:
Материал |
Ориентация подложки |
Скорость ПАВ (м/с) |
Коэффициент связи (%) |
Температурная стабильность |
Диэлектрическая постоянная (ε) |
|
|---|---|---|---|---|---|---|
10-5/°С |
10-8/°С |
|||||
| SiO2 | (0°,135,75°,0°) | 3 157 | 0,14 | - | -3,2 | 4,92 |
| La3Ga5SiO14 (ЛГС) | (0°,140°,22,5°) | 2 742 | 0,32 | - | -7,8 | - |
| (0°,140°,25°) | 2 736 | 0,38 | - | -6,8 | 27 | |
| (0°,138,5°,26,7°) | 2 723 | 0,34 | - | -7,2 | 28 | |
| LiNbO3 | 127,86°Y-срез | 3 980 | 5,5 | 7,5 | 85,2(ε11), 28,7(ε33) | |
| Y- срез | 3 488 | 4,9 | 9,4 | |||
| 41°Y- срез | 4 792 | 17,2 | 5,0 | |||
| 64°Y- срез | 4 742 | 11,3 | 7,0 | |||
| LiTaO3 | X- срез | 3 290 | 0,75 | 1,8 | 53,6(ε11), 43,4(ε33) | |
| 36°Y- срез | 4 160 | 5,0 | 2,8-3,2 | |||
На основе ЛГС подложек изготавливаются фильтры с относительной полосой пропускания до 2%, например фильтры IF для базовых станций WCDMA стандарта.
Пьезоматериал из лангасита
Основные параметры пьезоматериала для приборов, работающих на объемных акустических волнах (ОАВ)
Кристалл |
Коэффициент электромеханической связи К2эмс,% (ОАВ) |
Резонансный промежуток Δf, % |
Добротность Q, х103 |
Температурный коэффициент частоты, TFC, х106/°С |
|---|---|---|---|---|
| Кварц, SiO2 | 7,0 |
0,25 |
100 |
0,5 |
| Лангасит, La3Ga5SiO14 | 15,8 |
0,90 |
50 |
1,6 |
| Тетраборат лития, Li2B2O3 | 24,0 |
4,00 |
10 |
6,0 |
| Танталат лития, LiTaO3 | 47,0 |
7,00 |
2 |
4,0 |
