Lithiumtantalat

Kristallstruktur
_ Li^+ 0 _ Ta^5+0 _ O^2−
Kristallsystem	trigonal
Raumgruppe	R3c (Nr. 161)Vorlage:Raumgruppe/161
Allgemeines
Name	Lithiumtantalat
Andere Namen	Lithiumtantaltrioxid Lithiumtantalat(V) Lithiummetatantalat
Verhältnisformel	LiTaO3
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 12031-66-2 EG-Nummer 234-757-5 ECHA-InfoCard 100.031.584 PubChem 159405 Wikidata Q410458
Eigenschaften
Molare Masse	235,89 g·mol^−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	7,4564 g·cm^−3[1]
Schmelzpunkt	1650 °C[1]
Brechungsindex	2,183[1]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung[2] Achtung H- und P-Sätze H: 302​‐​312​‐​332 P: 280[2]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C

Lithiumtantalat ist eine chemische Verbindung aus der Gruppe der Tantalate.

Vorkommen

Ein Lithiumtantalat kommt natürlich in Form des Minerals Lithiowodginit vor, wobei dieses jedoch die Formel LiTa₃O₈ besitzt und damit eine andere chemische Verbindung darstellt.[3]

Gewinnung und Darstellung

Lithiumtantalat kann durch Reaktion von Lithiumcarbonat mit Tantal(V)-oxid gewonnen werden.[4]

${\displaystyle {\ce {Li2CO3 + Ta2O5 -> 2LiTaO3 + CO2 ^}}}$

Eigenschaften

Lithiumtantalat ist ein Feststoff. Es besitzt eine trigonale Kristallstruktur mit der Raumgruppe R3c (Raumgruppen-Nr. 161)Vorlage:Raumgruppe/161 und eine spezifische Wärmekapazität von 424 J/(K·kg).[1] Es ist wie Lithiumniobat ferroelektrisch, linear elektrooptisch, piezoelektrisch und pyroelektrisch.[5] Lithiumtantalat ist schwach doppelbrechend.[6][7]

Lithiumtantalat besitzt eine Curie-Temperatur von 610 °C.[8]

Verwendung

Lithiumtantalatkristalle werden als elektrooptischer Güteschalter und Substrat für integrierte Optiken und Sensoren verwendet.[1] Sie werden vor allem zur Realisierung von SAW-Bauelementen verwendet.[4] In Verbindung mit Untersuchungen zur Pyrofusion wurde ein pyroelektrisches Kristall aus Lithiumtantalat als Spannungsquelle verwendet.[9][10][11] Außerdem eignen sie sich aufgrund ihres nichtlinear-optischen Verhaltens als Frequenzkonverter für Licht.[12]

Einzelnachweise

1. Korth Kristalle: Lithiumtantalat
2. Datenblatt Lithium tantalate, ≥99.99% bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 10. Januar 2012 (PDF).
3. MinDat: Lithiowodginite
4. Joachim Frühauf: Werkstoffe der Mikrotechnik. Carl Hanser Verlag, 2005, ISBN 978-3-446-22557-2 (Seite 77 in der Google-Buchsuche). 
5. Manfred Müller: Wechselwirkung von Licht mit ferroelektrischen Domänen in Lithiumniobat- und Lithiumtantalat-Kristallen. Bonn 2004, DNB 971832986, urn:nbn:de:hbz:5N-03854 (Dissertation, Universität Bonn). 
6. ugene Hecht: Optik. Walter de Gruyter GmbH & Co KG, 2018, ISBN 978-3-11-052670-7 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). 
7. S. Huband, D. S. Keeble u. a.: Relationship between the structure and optical properties of lithium tantalate at the zero-birefringence point. In: Journal of Applied Physics. 121, 2017, S. 024102, doi:10.1063/1.4973685.
8. Xuefeng Xiao, Shuaijie Liang, Jiashun Si, Qingyan Xu, Huan Zhang, Lingling Ma, Cui Yang, Xuefeng Zhang: Performance of LiTaO₃ Crystals and Thin Films and Their Application. In: Crystals. Band 13, Nr. 8, 2023, S. 1233, doi:10.3390/cryst13081233. 
9. Kernfusion im Kleinformat. In: Neue Zürcher Zeitung. 4. Mai 2005, abgerufen am 5. September 2017. 
10. M. J. Saltmarsh: Technology: Warm fusion. In: Nature. Band 434, Nr. 7037, April 2005, S. 1077–1080, doi:10.1038/4341077a. 
11. B. Naranjo, J. K. Gimzewski, S. Putterman: Observation of nuclear fusion driven by a pyroelectric crystal. In: Nature. Band 434, Nr. 7037, April 2005, S. 1115–1117, doi:10.1038/nature03575. 
12. Nichtlineare Frequenzkonversion. In: Fraunhofer IPM. 2023, abgerufen am 2. Oktober 2023.