Silicate de gallium et de lanthane

Silicate de gallium et de lanthane
Identification
No CAS	82642-19-1
Apparence	solide cristallin
Propriétés chimiques
Formule	Ga5La3O14SiLa3Ga5SiO14
Masse molaire[1]	1 017,409 ± 0,01 g/mol Ga 34,27 %, La 40,96 %, O 22,02 %, Si 2,76 %,
Propriétés physiques
T° fusion	1 470 °C[2]
Masse volumique	5,748 g/cm3[2] 5,85 g/cm3[3]
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
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Le silicate de gallium et de lanthane, ou LGS, est un composé chimique de formule La₃Ga₅SiO₁₄. Il s'agit d'une céramique piézoélectrique de la famille des langasites^[4]. Il ne présente pas de transition de phase jusqu'à son point de fusion de 1 470 °C. On peut en faire croître des monocristaux par le procédé de Czochralski^[5] généralement sous atmosphère d'argon ou d'azote avec jusqu'à 5 % volumique d'oxygène. Ce dernier permet de réduire les pertes en gallium mais doit demeurer à un taux suffisamment bas pour éviter de favoriser la dissolution du platine ou de l'iridium constituant le creuset dans le mélange de constituants liquides. Les cristaux obtenus sont de qualité d'autant meilleure que leur taux de croissance est faible.

Quelques grandeurs physiques du silicate de gallium et de lanthane mesurées à température ambiante sont les suivantes^[3] :

• permittivité ε₁₁ = 18,0 ;
• coefficient piézoélectrique d₁₁ = 6,20 pC/N ;
• coefficient de couplage électromécanique k₁₂ = 0,16.

Les langasites forment une famille de matériaux de formule générique A₃BC₃D₂O₁₄ où A indique un site décaédrique, B indique un site octaédrique, et C et D indiquent des sites tétraédriques. Dans le La₃Ga₅SiO₁₄, les atomes de lanthane occupent les sites A, les atomes de gallium occupent les sites B et C ainsi que la moitié des sites D, et les atomes de silicium occupent les sites D restants^[6]. On trouve dans cette famille des composés nommés LTG (La₃Ta_0,5Ga_5,5O₁₄), LNG (La₃Nb_0,5Ga_5,5O₁₄), LTGA (La₃Ta_0,5Ga_5,3Al_0,2O₁₄), LNGA (La₃Nb_0,5Ga_5,3Al_0,2O₁₄), SNGS (Sr₃NbGa₃Si₂O₁₄), STGS (Sr₃TaGa₃Si₂O₁₄), CNGS (Ca₃NbGa₃Si₂O₁₄), CTGS (Ca₃TaGa₃Si₂O₁₄), CTAS (Ca₃TaAl₃Si₂O₁₄), etc.^[3]

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