Teilprojekt 1
TP1
Kristallzüchtung und grundlegende Eigenschaften von Lithiumniobat-Lithiumtantalat-Mischkristallen
Schwerpunkt dieses Teilprojekts sind Untersuchungen zur Züchtung von Li(Nb,Ta)O3-Einkristallen aus der Schmelze. Dabei wird zunächst das bislang unzureichend erforschte Schmelzdiagramm des Systems LiNbO3–LiTaO3 mit thermoanalytischen Methoden bestimmt. Für verschiedene, den gesamten Mischungsbereich möglichst gleichmäßig abdeckende Zusammensetzungen werden Kristalle nach dem Czochralski-Verfahren hergestellt. Durch Einsatz eines elektrischen Feldes soll eine in-situ Orientierung der ferroelektrischen Domänen während der Züchtung erzielt werden. Abhängig von der Art des Feldes entstehen so wahlweise Monodomänenkristalle oder Kristalle mit in Bereichen periodischem Domänenmuster. Unterstützt durch numerische Modellexperimente wird der Stoff- und Wärmetransport in Schmelze und Kristall untersucht. Der Fokus liegt hierbei auf der Segregation der Komponenten und Dotanten und deren Auswirkung auf die Stabilität der Phasengrenze. Aus den Ergebnissen werden optimierte Züchtungsbedingungen abgeleitet, die das Wachstum von Mischkristallen stark verbesserter struktureller und chemischer Homogenität ermöglichen.
Ziele
- Bestimmung und thermodynamisch konsistente Beschreibung des pseudobinären Systems LiNbO3–LiTaO3
- Entwicklung quantitativer Segregationsmodelle für relevante Dotierungen
- Numerische Modellierung des Stoff- und Wärmetransports während der Kristallzüchtung
- Züchtung von Mischkristallen mit hoher Homogenität, geringer Defektdichte und definierter Domänenstruktur
Projektverantwortliche und -mitarbeitende
Dr. Steffen Ganschow
Robert Blukis
Markus Stypa
Umar Bashir Ganie
