Yttrium-Aluminium-Granat

Yttrium-Aluminium-Granat-Stab (Nd-dotiert)

Yttrium-Aluminium-Granat (kurz YAG) ist eine künstlich hergestellte kristalline Verbindung mit der chemischen Zusammensetzung Y₃Al₅O₁₂<ref name="Schumann" details="S. 270" /> oder in der kristallchemischen Strukturformel-Schreibweise nach Hugo Strunz auch Y₃Al₂[AlO₄]₃<ref name="StrunzNickel" />. Obwohl synthetisch und daher nicht als Mineral anerkannt, wird YAG als „Granatoid“ bezeichnet<ref name="steine-und-minerale" /> und als hypothetisches Endglied der Bitikleit-Gruppe innerhalb der Granatfamilie angesehen.

In reiner Form ist YAG farblos und durchsichtig mit einem glasähnlichen Glanz auf den Oberflächen. Mit verschiedenen Fremdatomen dotiert kann er aber auch grün, gelb, blau, rot oder violett gefärbt sein.<ref name="beyars.com" /> Seine Strichfarbe ist aber immer weiß.

Ein im Aufbau ähnlicher, ebenfalls künstlicher Kristall ist der Yttrium-Eisen-Granat (YIG, für ).

Eigenschaften

Kristallstruktur

Yttrium-Aluminium-Granat kristallisiert in der kubischen (genauer hexakisoktaedrisch; 4/m32/m) Raumgruppe Ia3d (Raumgruppen-Nr. 230)Vorlage:Raumgruppe/230 mit dem Gitterparametern a = 12,00 Å sowie 8 Formeleinheiten pro Elementarzelle.<ref name="StrunzNickel" />

Physikalische Eigenschaften

YAG besitzt sehr hohe akustische Wellengeschwindigkeiten, welche sich in ihren verschiedenen Raumrichtungen nur wenig unterscheiden. Die longitudinale Wellengeschwindigkeit beträgt in [001]-Richtung 8563 m/s und für die transversale Wellengeschwindigkeit in [001]-Richtung 5029,3 m/s.<ref name="Spencer-et-al" /> Der Isotropiefaktor beträgt 1,03.

Seine Mohshärte wird mit 8<ref name="beyars.com" /> bis 8,5<ref name="Schumann" details="S. 275" /> angegeben und seine Dichte mit 4,55 bis 4,65 g/cm³.<ref name="Schumann" details="S. 275" /> Ähnlich wie Quarz besitzt YAG keine Spaltbarkeit und muschelförmige Bruchflächen.

Herstellung

Die Herstellung von YAG erfolgt fast ausschließlich nach dem Czochralski-Verfahren (Cz-Verfahren), mit dem Einkristalle von mehr als 300 mm Länge und bis zu 100 mm Durchmesser gezüchtet werden können.<ref name="yag.de" />

Verwendung

Laser und LED

YAG wird vorwiegend als einkristalliner Wirtskristall für Festkörperlaser genutzt. Hierfür wird er je nach gewünschten Eigenschaften, vor allem der zu emittierenden Wellenlänge mit verschiedenen Lanthanoiden dotiert, unter anderem mit Neodym (Nd:YAG-Laser) und Erbium (Er:YAG-Laser).

Zur Herstellung von weißen LEDs kann mit Cer dotiertes YAG-Pulver (YAG:Ce³⁺) als gelber Leuchtstoff in Kombination mit einer blauen LED (Indiumgalliumnitrid InGaN) eingesetzt werden. YAG:Ce³⁺-Einkristalle werden weiterhin als Szintillatoren in Rasterelektronenmikroskopen (REM) verwendet, wo sie zur Erzeugung besonders rauscharmer Bilder dienen.

Schmuckstein

Yttrium-Aluminium-Granat im Brillant-Schliff

YAG (gemmologisch korrekt: Granatoid) ist aufgrund seiner Mohshärte von 8 bis 8,5 sowie seiner hohen Dispersion und Brechungsindex (zusammen ergeben sie das sog. Feuer) auch ein beliebter Schmuckstein. Farblos und unter den Handelsnamen simulated diamond<ref name="beyars.com" /> (auch Diamonair oder Cirolit<ref name="Schumann" details="S. 270" />) diente er als Diamantersatz, bis er durch den besser geeigneten Zirkonia ersetzt wurde. Je nach Dotierung mit verschiedenen Elementen und den dadurch erzeugten Farben Grün, Gelb, Blau, Rot und Violett kann er auch zur Imitation anderer Schmucksteine verwendet werden.

Weblinks

Commons: Yttrium-Aluminium-Granat – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Wiktionary: YAG – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

• YAG (Y₃Al₂Al₃O₁₂). In: korth.de. Korth Kristalle GmbH; abgerufen am 15. August 2026 
• Yttrium-Aluminium-Granat (YAG). In: impex-hightech.de. Impex HighTech GmbH; abgerufen am 15. August 2026 

Einzelnachweise

<references> <ref name="beyars.com"> Edelstein-Knigge von Prof. Leopold Rössler. YAG (Yttrium-Aluminium-Granat). In: beyars.com. BeyArs GmbH, archiviert vom Vorlage:IconExternal (nicht mehr online verfügbar) am 15. Januar 2020; abgerufen am 15. August 2026.  </ref> <ref name="Schumann"> Walter Schumann: Edelsteine und Schmucksteine. Alle Arten und Varietäten. 1900 Einzelstücke. 16., überarbeitete Auflage. BLV Verlag, München 2014, ISBN 978-3-8354-1171-5.  </ref> <ref name="Spencer-et-al"> E. G. Spencer, R. T. Denton, T. B. Bateman, W. B. Snow, L. G. Van Uitert: Microwave Elastic Properties of Nonmagnetic Garnets. In: Journal of Applied Physics. Band 34, 1963, S. 3059–3060, doi:10.1063/1.1729120.  </ref> <ref name="steine-und-minerale"> Granatoid, YAG und Granat, der keiner ist. In: steine-und-minerale.de. Torsten Purle, abgerufen am 15. August 2026.  </ref> <ref name="StrunzNickel"> </ref> <ref name="yag.de"> Yttrium-Aluminium-Granat (YAG). In: impex-hightech.de. Impex HighTech GmbH, abgerufen am 15. August 2026.  </ref> </references>