Akustische Verluste und elektromechanische Eigenschaften von LiNb_1-xTa_xO₃

Lithiumniobat-Lithiumtantalat-Mischkristalle bieten sowohl eine hohe thermische Stabilität als auch hohe piezoelektrische Koeffizienten, so dass sich neue weitreichende Anwendungsperspektiven für piezoelektrische Strukturen bis zu hohen Temperaturen ergeben. Voraussetzung ist das Verständnis des Zusammenspiels von Punktdefekten und Domänenwänden sowie der Auswirkungen auf die elektromechanischen Eigenschaften. Die Aufklärung unmittelbar verbundener Phänomene wie die akustischen Verluste bilden wesentliche Schwerpunkte dieses Teilprojektes.

Insbesondere muss berücksichtigt werden, dass die Verlustmechanismen durch die Mischkristallzusammensetzung und die Domänenstruktur bestimmt werden. Beide Parameter bieten zahlreiche Möglichkeiten zum Maßschneidern der Kristalleigenschaften. Dabei sollen akustische Verluste, die elektrische Leitfähigkeit von Domänen und Domänenwänden sowie die Koerzitivfeldstärke bei hohen Temperaturen ermittelt und mit der Mischkristallzusammensetzung, der Art und Dichte von Punktdefekten sowie der Domänenwanddichte und -ladung korreliert werden, so dass atomistische Ursachen für die Verluste zugeordnet werden können.

Ausgehend von diesen Erkenntnissen soll geklärt werden, wie die akustischen Verluste minimiert werden können und ob sich dies durch Dotierungen oder eine geeignete Domänenstruktur erreichen lässt.

• Ermittlung der elektrischen Leitfähigkeit, der piezoelektrischen, dielektrischen und elastischen Konstanten sowie der Domänenwand-Leitung und Curie-Temperatur
• Korrelation von Punktdefekten und Domänenwandstruktur mit dem Ladungstransport
• Optimale Eigenschaftskombinationen für Anwendungen bei hohen Temperaturen

Prof. Dr. Holger Fritze
Dr. Uliana Yakhnevych
M.Sc. Fatima E. El Azzouzi
B.Sc. Vanik Sargsyan
B.Sc. Niklas Warnecke
B.Sc. Cornelius Boekhoff

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