镓石榴石

物理性质

性状：无色透明，等轴晶系
密度（g/mL,25℃）：7.05
折射率：2.03

作用与用途

硬度6.5，相对密度7.05。折射率2.030，色散0.038。钆镓石榴石晶体，分子式为Gd3Ga5O12，简称GGG，属于石榴石型结构，空间群为Ia3d，晶格常数a＝123832±0.00001nm，热膨胀系数a＝9.03×10-6/℃，分别与YIG薄膜的晶格常数与热膨胀系数(a＝1.2376nm，a＝10.35×10-6/℃)相匹配，被认为是YIG薄膜的理想外延基底材料。

合成方法

在提拉法生长GGG单晶过程中，通常是将一定量的Gd2O3(纯度高于4N)与Ga2O3(纯度高于5N)原料，按摩尔比为3∶5进行称量，经充分混合、模压和高温煅烧(1000℃，10h)后，装入铱金坩埚内。利用中频感应加热熔融，待原料全部熔化后开始引晶生长。
由于组分Ga2O3具有较强的氧化性，并且该物质在不同的温度下具有不同的分解压力，所以它在感应加热熔融过程中容易发生还原挥发生成亚镓氧化物和氧气。抑制Ga2O3组分挥发的方法有：(1)改变初始原料中Gd2O3与Ga2O3组分的配比，通常是在原料中加入过量的Ga2O3。多数情况是在初始原料中加入过量1%～4%（质量分数）的Ga2O3组分，在中性气氛条件下进行晶体的生长。(2)调整GGG单晶的生长气氛。在保护气氛中添加一定的氧分压，将能有效地抑制Ga2O3的挥发分解，同时也将大大减少晶体中的位错密度和包裹物的密度，符合衬底单晶的要求。通常是在N2中加入2%的O2作为晶体生长的气氛。另外，根据GGG晶体生长系统中的热力学分析和计算表明，利用［CO250%（体积分数）+N2 50%（体积分数）］作为生长气氛，同样也可以得到理想的效果，更重要的是铱金坩埚的氧化也能得到有效的抑制。(3)利用GGG的多晶原料进行晶体的生长。因为通常GGG晶体生长时所用的初始原料中含有大量未发生固相反应的组分Ga2O3，这是组分挥发分解的直接原因。如果加入铱金坩埚中的初始原料被GGG多晶原料所取代，并且再在晶体生长气氛中通入一定的氧分压，组分Ga2O3的挥发分解将得到有效的抑制。同时获得的GGG晶体质量比利用混合的初始料所生长的晶体的质量有明显的改善和提高。

计算化学数据

1、 氢键供体数量：0
2、 氢键受体数量：3
3、 可旋转化学键数量：0
4、 拓扑分子极性表面积（TPSA）：3
5、 重原子数量：5
6、 表面电荷：0
7、 复杂度：0
8、 同位素原子数量：0
9、 确定原子立构中心数量： 0
10、 不确定原子立构中心数量：0
11、 确定化学键立构中心数量：0
12、 不确定化学键立构中心数量：0
13、 共价键单元数量：5