Münster 1999 – scientific programme
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DF: Dielektrische Festkörper
DF 2: Elektrische und optische Eigenschaften II
DF 2.1: Invited Talk
Monday, March 22, 1999, 14:30–15:10, R2
Kristalline piezoelektrische Materialien für innovative SAW-Anwendungen — •P. Görnert1, R. Hergt2, H. Richert1 und H. Gleichmann1 — 1INNOVENT e.V., Felsbachstr. 5, D-07745 Jena — 2IPHT e.V., Helmholtzweg 4, D-07743 Jena
Es wird eine Übersicht gegeben über die aktuelle Marktsituation und über den Bedarf an kristallinen piezoelektrischen Materialien für SAW (surface acoustic waves)-Anwendungen.
Für Hochtemperaturanwendungen über 500 oC (Sensoren) existieren bisher kaum geeignete, langzeitstabile Materialien. Für den Temperaturbereich bis 900oC bietet sich bekanntlich einkristallines Galliumorthophosphat (GaPO4) an. Weitere Vorteile - dieses mit der gleichen Symmetrie kristallisierenden, piezoelektrischen Materials - gegenüber Quarz bestehen in höheren elektromechanischen Kopplungsfaktoren sowie in der bisher geringsten bekannten SAW-Ausbreitungsgeschwindigkeit. Damit wird eine effektive Miniaturisierung der gegenwärtigen Bauelement-Generation möglich.
Massive GaPO4-Einkristalle können hydrothermal oder in Hochtemperaturlösungen gezüchtet werden. Dieses Verfahren ist jedoch zeit- und materialaufwendig und damit kostenintensiv. Zur Reduzierung der Kosten realisierten wir erstmalig die hydrothermale Flüssigphasenepitaxie (HLPE) von GaPO4 auf Quarzsubstraten (Jenaer Weg). HLPE-Schichten mit Dicken ≥ 100 µm werden auf (0001)-Quarzschnitten nach einer speziellen Vorbehandlung der Substrate erhalten, was zu einer interaktiven Zwischenschicht führt. Die auf diese Weise hergestellten GaPO4 HLPE-Schichten wurden sowohl strukturell als auch hinsichtlich ihrer SAW-Eigenschaften charakterisiert.