غارنيت الحديد الإيتريوم

غارنيت الإيتريوم الحديدي ( YIG ) هو نوع من الغارنيت الصناعي _، تركيبه الكيميائي Y₃Fe₂ ( Fe₃O₄ ) _₃ أو Y₃Fe₅O₁₂ _. وهو مادة مغناطيسية حديدية [ ^{1 ] ذات} درجة _حرارة كوري تبلغ 560 كلفن . [ ₂ ] ^{يُعرف YIG أيضًا} باسم غارنيت فيريت الإيتريوم، أو _{أكسيد حديد الإيتريوم ،} أو أكسيد حديد الإيتريوم، ويرتبط الاسمان الأخيران عادةً بالأشكال المسحوقة. ^{[ 3 ]} 

تُستخدم عدة طرق لتصنيع غارنيت الإيتريوم الحديدي، ولكل منها مزاياها وعيوبها. تُعدّ طريقة التفاعل في الحالة الصلبة نهجًا تقليديًا لتصنيع غارنيت الإيتريوم الحديدي، وتتضمن تسخين خليط من أكسيدي الإيتريوم والحديد في درجات حرارة عالية . ^{[ 4 ]} تُنتج هذه التقنية الفعّالة من حيث التكلفة بلورات غارنيت الإيتريوم الحديدي النقية، ولكنها تتطلب تحكمًا دقيقًا في درجة الحرارة والجو المحيط لمنع الشوائب. ^{[ 5 ]}

يُعدّ الترسيب الطوري السائل (LPE) طريقةً رئيسيةً أخرى، لا سيما لإنتاج أغشية YIG رقيقة ذات تجانس ممتاز. تُتيح هذه الطريقة، المثالية للأجهزة البصرية وأجهزة الميكروويف ، نموًا دقيقًا للأغشية على الركائز. ^{[ 6 ]} مع ذلك، فإنّ ارتفاع تكاليف المعدات وتعقيد الإجراءات يحدّان من استخدامها في التطبيقات التي تتطلب جودةً فائقة. ^{[ 7 ]}

في مركب YIG، تشغل أيونات الحديد الثلاثي الخمسة موقعين ثماني السطوح وثلاثة مواقع رباعية السطوح ، بينما ترتبط أيونات الإيتريوم الثلاثي بثمانية أيونات أكسجين في شكل مكعب غير منتظم. تُظهر أيونات الحديد في موقعي التنسيق دورانًا مغناطيسيًا مختلفًا ، مما ينتج عنه سلوك مغناطيسي . ^{[ 2 ]} ومن خلال استبدال مواقع محددة بعناصر أرضية نادرة ، على سبيل المثال، يمكن الحصول على خصائص مغناطيسية مثيرة للاهتمام. ^{[ 8 ]}

يتميز YIG بثابت فيرديه مرتفع ، مما ينتج عنه تأثير فاراداي ، ^{[ 9 ] [ 10 ]} وعامل جودة عالٍ في ترددات الميكروويف ، ^{[ 11 ]} وامتصاص منخفض لأطوال موجات الأشعة تحت الحمراء حتى 1200  نانومتر، ^{[ 12 ]} وعرض خط طيفي ضيق جدًا في رنين دوران الإلكترون . هذه الخصائص تجعله مفيدًا لتطبيقات التصوير المغناطيسي البصري في الموصلات الفائقة . ^{[ 13 ]}

يُستخدم YIG في تطبيقات الموجات الميكروية والصوتية والبصرية والمغناطيسية البصرية ، مثل مرشحات YIG للموجات الميكروية ، أو أجهزة الإرسال والمحولات الصوتية . ^{[ 14 ]} وهو شفاف لأطوال موجات الضوء التي تزيد عن 600 نانومتر - الطرف تحت الأحمر من الطيف. كما يُستخدم في ليزرات الحالة الصلبة في دوارات فاراداي ، وفي تخزين البيانات ، وفي تطبيقات بصرية غير خطية متنوعة . ^{[ 15 ]} 

• غارنيت الغاليوم الغادولينيوم
• غارنيت تيربيوم غاليوم
• غارنيت الألومنيوم الإيتريوم
• كرة YIG