mini|Yttrium-Aluminium-Granat-Stab (Nd-dotiert)
Yttrium-Aluminium-Granat (kurz YAG) ist eine künstlich hergestellte kristalline Verbindung mit der chemischen Zusammensetzung Y3Al5O12 oder in der kristallchemischen Strukturformel-Schreibweise nach Hugo Strunz auch Y3Al2[AlO4]3. Obwohl synthetisch und daher nicht als Mineral anerkannt, wird YAG als „Granatoid“ bezeichnet und als hypothetisches Endglied der Bitikleit-Gruppe innerhalb der Granatfamilie angesehen.
In reiner Form ist YAG farblos und durchsichtig mit einem glasähnlichen Glanz auf den Oberflächen. Mit verschiedenen Fremdatomen dotiert kann er aber auch grün, gelb, blau, rot oder violett gefärbt sein. Seine Strichfarbe ist aber immer weiß.
Ein im Aufbau ähnlicher, ebenfalls künstlicher Kristall ist der Yttrium-Eisen-Granat (YIG, für ).
Eigenschaften Kristallstruktur Yttrium-Aluminium-Granat kristallisiert in der kubischen (genauer ) mit dem Gitterparametern a = 12,00 Å sowie 8 Formeleinheiten pro Elementarzelle.
Physikalische Eigenschaften YAG besitzt sehr hohe akustische Wellengeschwindigkeiten, welche sich in ihren verschiedenen Raumrichtungen nur wenig unterscheiden. Die longitudinale Wellengeschwindigkeit beträgt in -Richtung 8563 m/s und für die transversale Wellengeschwindigkeit in -Richtung 5029,3 m/s. Der Isotropiefaktor beträgt 1,03.
Seine Mohshärte wird mit 8 bis 8,5 angegeben und seine Dichte mit 4,55 bis 4,65 g/cm3. Ähnlich wie Quarz besitzt YAG keine Spaltbarkeit und muschelförmige Bruchflächen.
Herstellung 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.
Verwendung Laser und LED 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 mini|Yttrium-Aluminium-Granat im Brillant-Schliff 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 (auch Diamonair oder Cirolit) 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.
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Einzelnachweise
Kategorie:Schmuckstein Kategorie:Yttriumverbindung Kategorie:Aluminiumverbindung Kategorie:Sauerstoffverbindung