リン酸ガリウム

リン酸ガリウム（GaPO _{4またはオルトリン酸ガリウム）は、}モース硬度 5.5 の無色の三方晶です。GaPO _4は石英と同型で、非常によく似た特性を持っていますが、シリコン原子がガリウムとリンで交互に置換されているため、圧電効果が 2 倍になっています。この 2 倍化により、共振器の電気機械結合係数が高くなるなど、技術的用途では GaPO ₄には石英よりも多くの利点があります。石英とは異なり、GaPO _{4 は}自然界には存在しません。したがって、結晶を合成するには 水熱プロセスを使用する必要があります。

GaPO _{4 は}石英とは異なり、α-β相転移を起こさないため、GaPO ₄の低温構造 (α-石英のような構造) は、他のほとんどの物理的特性と同様に 970°C まで安定しています。約 970°C で別の相転移が起こり、低温石英構造がクリストバライトに似た別の構造に変化します。

_{GaPO 4}の具体的な構造は、わずかに傾いた GaO ₄と PO ₄からなる四面体の配列を示しています。これらの四面体のらせん配列のため、異なる光学回転(左と右) を持つ 2 つの GaPO ₄の変形が存在します。

GaPO _{4 は}自然界には存在しないため、合成する必要があります。現在、オーストリアでは 1 社のみがこの結晶を商業的に生産しています。

石英ベースの圧力センサーは、高温（300°C以上）での用途では水で冷却する必要があります。1994年以降、これらの大型センサーを、GaPO ₄ベースの小型の非冷却センサーに置き換えることが可能になりました。 高温での用途におけるGaPO ₄のさらに優れた特性には、温度にほぼ依存しない圧電効果と、900°Cまでの優れた電気絶縁性があります。バルク共振器用途では、この結晶は石英に匹敵するQ値を持ちながら、500°Cまでの温度補償カットを示します。これらの材料特性により、GaPO _{4 は}高温での圧電圧力センサーや高温マイクロバランスに 非常に適しています。

• Gautschi, Gustav (2013-06-29).圧電センサ：力、ひずみ、圧力、加速度、アコースティックエミッションセンサ、材料、アンプ。Springer。ISBN 978-3-662-04732-3。

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