Structure-property relations and disorder phenomena in monoclinic high-temperature piezoelectric oxoborates \(RX_{2}Z_{2}O(BO_{3})_{3}\) (\(\it X\), \(\it Z\) = Ca, \(\it R\) = La, Nd, Sm, Gd, Dy, Y, Er)
- Seltenerdcalciumoxoborate der Zusammensetzung \(\it {R}Ca_{4}O(BO_{3})_{3}\) gelten aufgrund ihres hohen Schmelzpunktes in Kombination mit hohem elektromechanischem Gütefaktor, hohem elektrischen Widerstand und dem Fehlen struktureller Phasenumwandlungen als potentielle Kandidaten für piezoelektrische Anwendungen bei hohen Temperaturen. Die elastischen, piezoelektrischen und thermischen Eigenschaften von Einkristallen mit \(\it {R}\) = Er, Y, Dy, Gd, Sm, Nd, La wurden im Temperaturbereich von 100 K bis 1500 K untersucht.
Die entsprechend der monoklinen Symmetrie anisotropen Eigenschaften variieren systematisch mit der Größe des Seltenerdkations, was eine gezielte Einstellung der elektromechanischen Eigenschaften innerhalb gewisser Grenzen durch Austausch des Seltenerdelements ermöglicht. Oberhalb 900 K treten reproduzierbare Anomalien in den untersuchten Eigenschaften auf, die mit Ordnungs-/Unordnungsprozessen von Calcium- und Seltenerdkationen im Kristallgitter in Zusammenhang stehen.