yttrium iron garnet (YIG)
简介
钇铁石榴石是一种亚铁磁性铁氧体，它的化学式是Y3Fe5O12，其晶体结构与天然矿石石榴石(Fe1Mn)3Al2(SiO4)3相同，属于体心立方晶系.YIG的一个晶胞含有8个化学式单位，共有24个钇离子和40个铁离子，它们分别占据由氧离子组成的3种不同间隙位置如图所示.24个Fe3+占据24个四面体间隙位置(称为d晶位)，16个Fe3+占据16个八面体间隙位置(称为a晶位)，24个Y3+占据24个十二面体间隙位置(称为c晶位)，如果用三种不同的括号{ }[ ] ( )分别表示c、a和d晶位，则YIG的结构式又可写成：{Y3}[Fe2](Fe3)O12，Y3+是抗磁性离子，Fe3+是顺磁性离子，同一晶位的Fe3+磁矩平行排列，而不同晶位的Fe3+磁矩反平行排列，构成YIG的分子磁矩则是这两种晶位磁矩之差.YIG具有电阻率高(约108Ω·m)，介电损耗低，共振线宽窄(单晶约为0.02mT或16A/m)的优良性能，故它被广泛地用于微波器件中.用稀土元素置换YIG中的Y3+，发展了 一系列稀土石榴石铁氧体R3Fe5O12，R=Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu等三价离子， 这些离子半径在0.85Å到1.00Å之间， 符合石榴石的晶体结构的要求，且在 一定条件下可以获得单轴的或非立方的磁各向异性，在三种阳离子晶位可进行较多样的离子置换，有利于各种性能的调节和控制.以满足磁泡、微波等器件所需材料的要求.用Gd、Al或Ga置换钇离子Y，可生成石榴石铁氧体以及生钇铝石榴石YAG和钆镓石榴石GGG，后二者是与YIG同构的非磁性材料，它们可作为制造磁性薄膜的衬底材料.
Y3Fe5O12中三种阳离子的相对位置(依照Cilles)
在图中多面体的共同顶点.
拓展资料
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