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Neue piezoelektrische Kristalle für sensorische Anwendungen

Partner des GAPOGROWTH-Projekts haben Galliumorthophosphat (GaPO4) als Alternative zu herkömmlichen piezoelektrischen Kristallen für sensorische Anwendungen vorgeschlagen, die außergewöhnliche physiochemisch und ökologisch stabile Sensorverbundstoffe erfordern.
Neue piezoelektrische Kristalle für sensorische Anwendungen
Galliumorthophosphat (GaPO4) ist doppelt so empfindlich wie Quarz (SiO2) oder Turmalin und verfügt über die unerreichte thermische Beständigkeit vieler piezoelektrischer Eigenschaften. Es ist also ein vielversprechender Verbundstoff für sensorische Anwendungen. Der hohe elektrische Widerstand ermöglicht die Herstellung von Signalgebern mit hervorragenden Sensoreigenschaften bei äußerst hohen Drücken und Temperaturen. In Verbindung mit der Festigkeit des Stoffes ermöglicht GaPO4 hervorragende Signalqualität bei äußerst kompakten Abmessungen.

Aufgrund fehlender natürlicher GaPO4-Kristalle hat das GAPOGROWTH-Projekt mit Piezocryst aus dem österreichischen Graz zusammengearbeitet, um Zuchttechniken für kleine und große GaPO4-Einkristalle zu entwickeln. Dies ist derzeit der einzige Hersteller dieses außergewöhnlichen Werkstoffes mit industrieller Produktionsausrüstung und speziell für die Zucht von GaPO4-Kristallen entwickelten Autoklaven.

Untersuchungen und Tests verschiedener hydrothermaler Kristallzuchtstrategien haben die Durchführbarkeit der Herstellung von Einkristallen bewiesen, die für die Produktion quadratischer Wafer geeignet sind. Unter Verwendung hochfeiner Körner wurden die kleinsten Proben auf eine Größe von 1,24mm × 0,50mm × 0,25mm zugeschnitten. Durch Anpassung der Schleif- und Polierausrüstung konnten hochwertige polierte Proben mit einem Durchmesser von 14mm und einer Dicke von 0,15mm gefertigt werden. Weiterhin wurden von den GAPOGROWTH-Projektpartnern spezielle Methoden für die chemische Bearbeitung der neuen Werkstoffe entwickelt, die die Fertigung von Mikrogeräten ermöglichen.

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Berichtzusammenfassung

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