DE2349348A1 - Magnetische vorrichtung mit einem magnetooptischen medium und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Magnetische vorrichtung mit einem magnetooptischen medium und verfahren zu deren herstellung

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DE2349348A1 DE19732349348 DE2349348A DE2349348A1 DE 2349348 A1 DE2349348 A1 DE 2349348A1 DE 19732349348 DE19732349348 DE 19732349348 DE 2349348 A DE2349348 A DE 2349348A DE 2349348 A1 DE2349348 A1 DE 2349348A1
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Description

Magnetische Vorrichtung mit einem magnetooptischen Medium und Verfahren zu deren Herstellung.
Die Erfindung bezieht sich auf eine magnetische Vorrichtung nit einen i.iagnetooptischen Medium aus ferromagneticehern Material reit Granatntruktur, da« die Polarisationsebene eines darauf fallenden Lichtstrahls beeinflussen kann.
Derartige magnetische Vorrichtungen, in denen der magnetooptische Faraday-Effekt oder der r/iagnetooptische Kerr-Effekt bi.iiutzt wird, sind bekannt. Sie können z.B. als Lichtriodulator, Isolator, Zirkulator oder Gyrator dienen (USA-Patentschrift ?.974·ί>ό&)> während sie auch als optische Anzeigevorrichtung (insbesondere als "Bubble-Display") oder als Vorrichtung zum therronagnetifjchen Einschreiben und zua magnetooptisehen Ausler-on wufr.iitiischer iJaten (USA-Patentschrift 5.I64.8I6) dienen können.
A09815/0877
-2- PHK, 656AC.
19-9-'73.
In einem ferriraagnetischen Kristall, wie Yttriiis-
Eisen-Granat, weisen die magnetischen Ionen geordnete SpinnEoraente auf. Ionen mit einem Spinnmoment, das in einer zur Fortpflanzungsrichtung eines auf den Kristall einfallenden Lichtstrahls parallelen oder gegensinnig parallelen Richtung orientiert ist, werden die Polarisationsebene des durchgelassenen oder reflektierten Lichtstrahls drohen. Der Einfluss auf die Drehung der Ionen mit eines zur Fortpflanzungsrichtung des Lichtstrahls parallelen Spinnsoisant ist dabei der der Ionen mit einem zur Fortpflanzungsrichtung des Lichtstrahls gegensinnig parallelen Spinnmoraent entgegengesetzt. Das Anlegen eines Magnetfeldes genügender Stärke hat zur Folge, dass die Magnetdomänen dez-art orientiert werden, dass die Spinnraomente zur Richtung des angelegten Feldes parallel sind. Ein zur Fortpflanzungsrichtung des Lichtstrahls paralleles Feld bewirkt eine vollständige Orientierung der magnetischen Domänen und somit eine maximale Rotation der Polarisationsebene des Lichtstrahls. Ein Magnetfeld in entgegengesetzter Richtung führt eine Rotation derselben Grosse, aber in entgegengesetzter Sichtung herbei. Weiter· wird ein zur Fortpflanzungsrichtung des Lichtstrahls senkrechtes Magnetfeld die Spinnmomente in einer Richtung orientieren, die eine Beeinflussung der Polarisationsebene durch die Spinnmomente unmöglich macht, so dass in diesem Falle eine Rotation nicht auftritt.
Um eine zweckmässige Anwendung dieser Grundsätze auf magnetische Vorrichtungen der vorerwähnten Art zu ermöglichen, ist es zum Erhalten eines guten Signal-Rausch-Verhältnisses erforderlich, dass der magnetooptische (Kerr- odei* Faraday-)Effekt möglichst groES ist, während es überdies für eine Anzahl Anwendungen von Be-
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19-9-'73.
23Λ9348
deutung ist, dass die Dicke des magnetooptischen Mediums möglichst gering ist.
Die Vorrichtung nach der Erfindung entspricht diesen Anforderungen und ist dadurch gekennzeichnet, dass das magnetooptische Medium aus einer durch Epitaxie aus der flüssigen Phase auf einer kristallographischen Oberfläche angewachsenen Schicht aus einkristallinem seltenen Erd-Eisen-Granat besteht, wobei die Dodekaederstellen zum Teil mit Vismutionen und die Tetraederstellen mit dreiwertigen Eisenionen besetzt sind.
. ._ Es hat sich herausgestellt, dass wismuthaltige Materialien mit Granatstruktur einen sehr starken magnetooptischen Effekt' im Vellenlängenbereich von etwa 5^0 Ε™ aufweisen, wahrend durch Epitaxie aus der flüssigen Phase gewachsene Schichten sehr dünn sein können und sich dadurch leicht strukturieren lassen, was in gewissen Fällen, z.B, öum Fixieren der Domänenwände bei Anwendung in Datenspeichervorrichtungen, von Bedeutung sein kann. Ausserdem lässt sich z.B. die bei Anwendung in "Bubble-Displays" erforderliche Anisotropie leicht einwachsen und regeln, wenn die "Bubble"-Schicht durch Epitaxie aus der flüssigen Phase angebracht wird.
Bei Anwendung in Datenspeiehervorrichtungen, bei denen die Daten auf therraonagnetischem Wege eingeschrieben werden, ist. es wichtig, um mit einem Lichtstrahl mit möglichst wenig Energie einschr-eiben zu können, dass die optische Absorption des magnetooptischen Mediums gross ist.
Kach einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgeinässen Vorrichtung wird dies dadurch erreicht, iiass das seltene Erd-Eisen-Granatmaterial, aus dem das magnetooptisehe Kedium be-
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-4- . PHN. 6564C.
19-9-'73·
steht, är einem Teil der seltenen Erdstellen Blei enthält.
Es hat sich herausgestellt, dass der Zusatz von Blei die optische Absorption stark vergrössert. Hinzu kommt noch, dass sich durch das Vorhandensein von Blei das spektrale Maximum der Faraday-Rotation, das bei 500 nm liegt, verschiebt und auf eine Wellenlänge von 515 nm gebracht werden kann. Diese Wellenlänge ist sehr interessant, weil sie im sichtbaren Bereich liegt und mit einem Argonionenlaser erzeugt werden kann.
Bei dem obenbeschriebenen Verfahren zum Anwachsen magnetooptischer Filme durch Epitaxie aus der flüssigen Phase ist es üblich, dass das dabei verwendete Flussmittel Blei (in Form von Bleioxyd) enthält. Der Bleigehalt des Filmes und somit der Absorptionskoeffizient kann technisch einfach dadurch geregelt werden, dass die Wachsturnsbedingungen passend gewählt werden. Es hat sich herausgestellt, dass bei niedrigeren Temperaturen eine grössere Menge Blei in den Film aufgenommen wird. Dagegen kann dadurch, dass eine niedrige Vachstumsgeschwindigkeit gewählt wird, gesichert werden, dass wenig Blei in den Film, gelangt. Letzteres ergibt den zusätzlichen Vorteil, dass, weil Bleiionen und Wismutionen dieselben Stellen im Granatgitter besetzen wollen, eine Schicht mit einem zusätzlich hohen Wismutgehalt erhalten werden kann, wenn der Wismutgehalt auf obengenannte Weise beschränkt wird.
Aus einem bleifreien Flussmittel (z.B. einem BaO-Flussmittel) gewachsene wismuthaltige Granatfilme weisen eine Mindestabsorption auf. Mese Art Filme eignet sich daher besonders gut zur Anwendung in Lichtmodulatoren und "Bubble-Displays".
Eine bevorzugte Ausführungsform der Speichervorrichtung
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-5- PHH. 6564C.-
' i9-9-'73.
nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet^4dass die Schicht wisnmthaltigen Materials mit Granatstruktur auf einer Oberfläche eines Kristalls angewachsen ist, der die Zusammensetzung Gd2. Sm Ga1-O 2 aufweist, wobei O < χ ^. 3 ist. Um eine Schicht hoher Güte zu erhalten, sollen die Gitterparameter der Schicht und die des Substratkristalls aneinander angepasst sein. Fur eine Schicht mit nur wenig Vismut ist dies der Fall, wenn das Substrat ein Gd^Ga^O.«- Kristall ist. Mit zunehmendem Vismutgehalt der Schicht erweist es sich aber als notwendig, die Zusammensetzung des Substrats zu SBjSa-O ? zu verschieben.
Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Anwachsen einer glatten einkristallinen Schicht aus seltenen Erdmetall-Eisen-Granatmaterial durch Epitaxie aus der flüssigen Phase auf einer kristallographischen Oberfläche, bei dem ein Teil der sich an den Dodekaederstellen befindenden seltenen Erdionen durch Vismutionen ersetzt ist und sich an den Tetraederstellen dreiwertige Eisenionen befinden. Da der magnetooptische Effekt einer derartigen Schicht mit zunehmendem Vismutgehalt zunimmt, ist es wichtig, eine Schicht mit einem möglichst hohen Vismutgehalt herzustellen. Es stellt sich aber heraus,.dass bei Anwendung der üblichen Techniken, bei denen die Temperatur der Schmelze im allgemeinen oberhalb 95O0C liegt, praktisch kein Vismut in der Schicht wächst.
Das Verfahren nach der Erfindung ermöglicht es, eine erheblich grössere Vismutmenge in der Schicht aufzunehmen, und ist dadurch gekennzeichnet, dass die kristallographische Oberfläche mit" einer aus einem Speisungsmittel und einem Flussmittel
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-6- PHH". 6564C.
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bestehenden Schmelze in Berührung gebracht wird, die nach Kristallisation eine Schicht der gewünschten Zusammensetzung liefert, wobei die Temperatur der Schmelze unter 95O0C, und zwar umso weiter unter 95O0C liegt j je grosser der Wismutgehalt der Schicht sein soll.
Vorzugsweise besteht das Flussmittel im wesentlichen aus PbO und B3O . Ein sich, dabei ergebendes Problem besteht aber darin, dass, je niedriger die Temperatur der Losung gewählt wird, die Viskosität des Flussmittels auf unbrauchbar hohe Werte zunimmt.
Das obenstehende Problem wird gelöst, wenn nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemassen Verfahrens das Verhältnis PbO : B2O5 in Mol.?£ In Abhängigkeit von der gewählten Temperatur der Schmelze zwischen 6:1 und I4 s 1 liegt. Ikirch !änderung des PbO t B„0,-Yerhältnisses kann die Viskosität des Flussmittels herabgesetzt werden. Je niedriger die Temperatur ist, umso höher soll dabei der B 0,-Gehalt des Flussmittels sein, damit die Viskosität genügend niedrig gemacht wird.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsfomi des erfindungsgemässen Verfahrens können Schichten aus seltenem Erdmetall-Ei sen-Granatmaterial mit einem zusätzlich hohen Wismut gehalt erhalten werden, wenn eine Schmelze verwendet wird, die seltene Erdionen enthält, deren Badius kleiner als der eines Wisnmtions ist, und wenn eine kristallographische Oberflache verwendet wird, deren Gitterkonstante grosser als die Eigengitterkonstaute des auf dieser Oberfläche anzuwachsenden seltenen Erdmetall-Eisen-Granatmaterials ist.
Unter "Eigengitterkonstante11 ist hier die Gitterkonstante des betreffenden Materials zu"verstehen, ohne dass darin
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-7- " PM. 6564c.
19-9-·73.
Wismut substituiert ist.
Es stellt.sich heraus, dass, wenn ein Substrat mit einer grossen Gitterkonstante vorgesehen, ist und die Wachstums=· bedingungen übrigens gleich bleiben, mehr Bi in die Schicht auf= genommen wird, wenn die seltenen Erdienen ±n der Schmelze klein sind (Lxe, Yb, Tm oder Er) als wenn die seltenen Erden in der Schmelze gross sind (Gd oder Y). Dies ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen» dass bei epitaktischem Anwachsen die Gitterkonstante der anzuwachsenden Schicht in den zu der Wachstumsfläche parallelen Richtungen gleich der der kristallographisehen Oberfläche des
Substrats sein muss.
Im Rahmen der Erfindung werden geeignete Substrate mit grosser Gitterkonstante z.B. durch Einkristalle mit den Zusammensetzungen Kd^Ga1-O1P und Sm^Ga1. In 0._ gebildet{ wobei dieerste Zusammensetzung Ah'sorptionslinien im sichtbaren Bereich aufweist und die zweite Zusammensetzung in diesem Bereich völlig
transparent ist.
Es sei noch bemerkt, dass es an sich aus der Literatur bekannt ist, dass grosse Ionen in einer Granatstruktur substituiert werden können, die an den Dodekaederstellen kleine seltene Erdionen enthält, aber dass die zusätzlichen Vorteile, die beim Anwachsen einer wismuthaitigen Schicht mit Granatstruktur durch Epitaxie-aus der flüssigen Phase erhalten werden, nicht,bekannt sind.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigern
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-8- PHN. 6564C,
i9-9-f73.
Fig. 1 den optischen Absorptionskoeffizienten e< in cm" verschiedener Granatfilme als Funktion der Wellenlänge des eingestrahlten Lichtes,
Fig. 2 die Faraday-Rotation 0„ in °//um verschiedener Granatfilme als Funktion der Wellenlänge des eingestrahlten Lichtes, und
Fig. 3 eine graphische Darstellung der Einwirkung der Wachstemperatur-auf den Wismutgehalt einer gewachsenen Schicht aus einem Material mit Granatstruktur.
In Fig. 1 bezeichnet die Kurve 1 einen Granatfilm mit der Zusammensetzung! Y, Pb Fe1-O-, wobei χ = 0,02 ist. Dieser Film enthält nur wenig Blei und die Absorption«* ist verljältnismässig niedrig.
Die Kurve 2 bezeichnet einen Granatfilm mit der Zusammensetzung: Y, Pb Fe1-O10, wobei χ = 0,18 ist. Dieser Film enthält viel Blei und die Absorption c?C ist, wie ersichtlich, hoch.
Die Kurve 3 bezeichnet einen Granatfilm mit der Zusamme nsetzungi Y, Pb Bi FeR0 , wobei χ = 0,06 und y = 0,2 ist. p—x—y χ y ρ ι c.
Es handelt sich hier um einen mit Hilfe eines PbO-haltigen Flussmittels gewachsenen wismuthaltigen Granatfilm. Diese Kurve muss mit der Kurve 4 verglichen werden, die einen Film mit der Zusammensetzung: Y, Bi Fe1-O17 bezeichnet, wobei y = 0,1 ist. 'Der letztere Film ist ein mit Hilfe eines bleifreien Flussmittel gewachsener wismuthaltiger Granatfilm und enthält daher kein Bleij es ist deutlich ersichtlich, dass die Absorption σς niedriger'als die des durch die Kurve 3 dargestellten, Blei enthaltenden wismuthaltigen Granatfilms ist.
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-9- PHN. 6564C.
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Pig. 2 zeigt die Faraday-Rotation Q1n der in Fig. gezeigten Granatfilme. Es ist deutlich, ersichtlich, dass die Faraday-Rotation mit zunehmendem Vismutgehalt des Filmes zunimmt (Kurven 3 und 4)» und dass Blei zu der Faraday-Rotation einen Beitrag liefert, der das gleiche Vorzeichen wie der Beitrag des Wismuts (Kurve 2) hat.
Ausführungsbeispiel I
Eine Anzahl dünner Schichten aus einkriställinen Materialien mit der Zusammensetzung: Y3, Bi FeJ-O19, die verschiedene Wismutmengen enthielten, wurden auf an sich "bekannte Weise aus einer flüssigen Phase aufgewachsen. Ein Gemisch der folgenden Zusammensetzung wurde zu diesem Zweck in einem Platintiegel vorgeschmolzen:
Mol.Jfa Gew. in Gramm
PbO
B2O5 Fe2O5
Flussmittel
82,21 284
6,57 7,16
0,83 2,90 YIG
1,39 3,43
Fe 0 Überschuss) 6,23 15,4
Bi2O5 2,77 18
Ausserdem wurde noch ein Gemisch mit entsprechender Zusammensetzung geschmolzen, wobei sich 28 g Bi?0.. im Gemisch befand. Das betreffende Gemisch wurde auf eine Temperatur von 11000C erhitzt und einige Stunden lang gerührt. Dann wurde das Gemisch bei einer Temperatur von 95O°C homogenisiert. Die nach dem Czochralsky-Verfahren gewachsenen Substratkristalle (Zusammensetzung? Gd2. Sm Ga 0?, wobei 0 <-χ <, 3 ist, je nach der vorhandenen Wismutmenge)
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-IU- . PHM. 6564c.
wurden bei einer gewählten Tauchtemperatur in die Schmelze eingetaucht. Durch passende Wahl der Tauchzeit wurden Schichten mit der gewünschten Dicke auf den Substratkristallen angewachsen.
In Fig. 3 ist die Wachsturnstemperatur als Abszisse aufgetragen, während als Ordinate der Gehalt χ an Wismut aufgetragen ist, den die gewachsenen Schichten mit der Zusammensetzung Y, Bi Fej-O.p endgültig entnalten. Es ist-deutlich ersichtlich, dass bei niedrigeren Temperaturen eine grössere Wismutmenge als bei höheren Temperaturen in den Schichten wächst. Es stellt sich heraus, dass über 96O0C gar kein Wismut in den Schichten wächst. Auch die Wismutmenge in der Schmelze spielt eine Rolle. Die Kurve stellt eine Schmelze mit 18 g BipO, und Kurve 2 eine Schmelze mit 28 g Bi-O, dar. E8 stellt sich, heraus, dass unter 55O°C keine · epitaktische Schicht auf den Substratkristallen wachsen kann.
Je weiter die Temperatur der Schmelze unter 95O°C gewählt wird, desto grosser wird die Viskosität. Die Viskosität kann dadurch herabgesetzt werden» dass die Menge an B9O, in Flussmittel erhöht wird. Bei einer Temperatur in der Nähe von 65O0C wurden günstige Ergebnisse mit einem PbO- und B?O_—haltigen Flussmittel erzielt, wobei das Verhältnis PbO » B3O5 in Mol,# 6 » betrug. Bei Temperaturen, in der ifähe von 85O°C wurden günstige Ergebnisse mit einem PbO- und Β,,Ο,-haltigen Flussmittel erzielt, wobei das Verhältnis PbO : BO in Mol.$ Η j 1 betrug.
In der nachstehenden Tabelle werden die magnetooptischen Eigenschaften einer Anzahl auf obenstehende V/eise gewachsener epitaktischer Schichten mit denen eines aus dem Flussmittel gewachsenen Einkristalls verglichen.
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•Wismut
gehalt		 Dicke -11- OC
(1O3Cm"1)		 PHIi. 6564C. .Ve
(e)
χ = 0,26 2x1,7 ^1B 9,8 2,7
χ = 0,16 2x0,8"^m 8,3 19-9-'75. 2,5
x=0 2x3 ^m . Substrat 1,8 2349348 1,4
epitaktische
Schicht		 x = 0 23 fm 88^m SGG 1,95 (iO50/cin) 1,2
epitaktische
Schicht		 180^m SGG 27
epitaktische
Schicht		 80^m GGG 21
Einkristall 2,55
2,40
Diese Höchstwerte wurden bei einer Wellenlänge von 5145 A* gemessen. Diese Wellenlänge ist sehr interessant, weil sie im sichtbaren Bereich liegt und mit einem Argonionenlaser erzeugt werden kann. Bei dieser Wellenlänge ist der Absorptioriskoeffizient der mit Wismut dotierten epitaktischen Schichten etwa fünfmal hoher als der des Einkristalls, während der Gütefaktor O51/ durch die zehnmal grössere Faraday—Rotation Θ« dennoch um einen Faktor 2 grosser ist.
Es sei no'ch bemerkt, dass mittels bestimmter Dotierungsstoffe die vorerwähnten Materialien für eine gewünschte Anwendung geeignet gemacht werden können. Wenn ein Material mit einer Kompensationstemperatur für das sogenannte Kompensationspunkt·* schreiben verlangt wird, ist dies durch Ersatz von Bi/ (oder Y ) durch seltene Erd-ionen, vorzugsweise Gd , möglich. Ein Beispiel eines Materials mit einer derartigen Zusammensetzung ist:
Gd0 ~Bi_ ,Fe. ,,Aln O' . Dieses Material hat einen Kompensations-2»/O,54,yv;,iiii
punkt, der bei Zimmertemperatur liegt. Die Magnetisierungsrichtung kann durch eine Temperaturerhöhung von 100C des Materials, das sich dabei in einem äusseren Feld von 100 Oe befinden muss, umgeschaltet
40981 B/0877.
-12- PHN. 6564C
■ 19-9-'73.
werden. Venn ein Material mit einer niedrigen Curietemperatur für das sogenannte Curiepunktschreiben verlangt wird, ist dies dadurch möglich, dass im Ausgangsmaterial Eisenionen an Oktaederstellen durch nichtmagnetische Ionen ersetzt werden, wodurch die Curietemperatur herabgesetzt wird. Ein Beispiel eines derartigen Materials ist:
Y2 Bi Fe0 In1Fe2O,_.
3-y y 2-ζ ζ 3 12 .
Durch Epitaxie aus der flüssigen Phase können sehr leicht Schichten mit einer Dicke zwischen 0,1 und 10 /um hergestellt werden. Die gewünschte Dicke wird durch das Einstellen der Anwachszeit erzielt. Schichten mit einer Dicke zwischen 1 und 5/um eignen sich besonders gut zum Auslesen mit Hilfe des Faraday-Effekts.
. Weiter sei noch bemerkt, dass in "Phys. Rev. Letters" 28 (740), 1972, beschrieben ist, dass! Bin _Ca_ _Fe, _V. .O10 einen
U,O iL^d }ty Ί,Ί \ά
starken Kerr-Effekt im Vellenlängenbereich zwischen 0,24 und 0,5/um aufweist, üeberdies ist aus "Solid State Communications" JK) (269), 1972, bekannt, dass Granate mit der Zusammensetzung:
Bi Ca, Fe_ V, O._ einen starken Faraday-Effekt aufweisen und χ 3-x 7+x 3-x 12 J
2 2
dass dieser Effekt bei einer Wellenlänge von 1,15/um mi"t der Wismutkonzentration zunimmt.
Die polykristallinen Materialien der obengenannten Gruppe weisen jedoch den Nachteil auf, dass darin keine "Bubble"-Domänen erzeugt werden können, so dass sie für all diejenigen Anwendungen, in denen "Bubble"-Domänen für Datenspeicherung, Displays oder logische Schaltungen verwendet werden, nicht brauchbar sind, während es ausserdem schwierig ist, diesen Materialien eine im allgemeinen gewünschte sehr geringe Dicke, insbesondere zwischen
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-15- - PHK. 6564C.
ι9-9-«75·
0,1 und 10/um, zu geben.
Die einkristall linen Materialien eier obengenannten Gruppe können wohl für "Bubble"-Domänenzweeke verwendet werden aber bei Anwendung dieser Materialien ergibt sich ebenfalls das Problem, dass es sehr schwierig, wenn nicht unmöglich ist, diesen Materialien eine im allgemeinen gewünschte sehr geringe Dicke, insbesondere zwischen 0,1 und 10/um» zu geben* Ausführungsbeispiel Il
Zwei dünne epitaktische Schichten wurden auf schriebene Weise aus einer flüssigen Phase angewachsen. Zu Zweck wurde ein Gemisch der nächstehenden Zusammensetzung zettt
PbO 245»© g B2O^ 12,88 g
LuO5 5,27 g
Fe2O^ 11i.82 g
Bi2O5 70 g
Y2O3 Ig
Zwei durch das Czoeh:?alski-VerfahJ?en gewachsene Substrätkristalie (mit der Zusammensetzung Gd2Ga^O1 o bzw* Sm^Ga1-O10) würden bei eiiler Temperatur von 6140G bzw. 5806C in die Schöelze eingetaucht. Me auf dem ersten Kristall angewachsene Schicht ( Zusammensetzung (LuY Bi), Fe^O10) wies, wie gefunden wurde, eine Fäiäday-Rötatiöii von 5°C//Um auf, während die auf dem zweiten Kristall· ängewachsefie Schicht (Zusammensetzung ebenfalls (LuY BiK Fe^O.g) eine Faraday« Rotation von 6,7 ö//um aufwies, wobei beide Rotationen bei einer Wellenlänge Ä = 515 nm gemessen wurden. Der letztere Wert ist zwei-
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-14- PHg. 6564C-
19-9-*75.
mal grosser als der der bisher bekannten epitaktischen aus der
flüssigen Phase gewachsenen wismuthaltigen Granatschichten.
Auf entsprechende Weise wurde aus einer Schmelze, die statt LuO, YbO enthielt, eine dünne Schicht mit der Zusammensetzung Bin ,(YbY)0 „Pec0.o auf einem Substrat mit äev Zusammensetzung
SmxGa cIn c01o angewachsen. Die Wachstumsgeschwindigkeit war in y 4»5 ^tJ ιέ
diesem Falle sehr niedrig, und zwar niedriger als 0*2 /um/min, infolge der Tatsache» dass die Schmelze eine geringere Menge an
granatbildenden Bestandteilen als die vorerwähnte Schmelze enthielt und die iauchtemperatur in der Nähe des Schmelzpunktes lag.
Bie auf diese Weise hergestellte Schicht wies eine "figure of
θ
merit'1^ « 7·7Ο auf, was .verhältnismsssig hoch ist.
Es sei bemerkt»dass eine wismuthaltige Schicht aus
Yb^FevÖ.-^ an sich den Vorteil bietet, dass dieses Material einen
KöffipefiS&tionspünkt aufweist und also für thermomagnetische Datenaufzeichnung geeignet ist.
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Claims (13)

  1. -15- FHN. 6564C. T
    19-9-'73.
    Patentansprüche-*
    M ·/ Magnetische Vorrichtung mit einem magnetooptischen Medium aas ferrimagnetischem Material mit Granat struktur, das die Polarisationsebene eines darauf fallenden Lichtstrahls beeinflussen kann, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetooptische Medium aus einer durch Epitaxie aus der flüssigen Phase auf einer kristallographischen Oberfläche angewachsenen Schicht aus einkristallinem seltenem Erd-Eisengranat besteht, wobei die Dodekaederstellen zum Teil mit Vismutionen und die Tetraederstellen mit dreiwertigen Eisenionen besetzt sind. .
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch' 1, dadurch gekennzeichnet, dass höchstens 60% der Anzahl Dodekaederstellen mit Wismutionen besetzt ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht aus seltenem Brd-Eisen-Granat an einem Teil der seltenen Erdstellen Blei enthält.
  4. 4« Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht aus seltenem Erd-Eisen-Granat- an einem Teil der seltenen Erdstellen Barium enthält.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht aus einkristallinem Material auf einer Oberfläche eines Kristalls mit der Zusammensetzung: Gd, Sm Ga1-O" angewachsen ist, wobei 0 <. χ < 3 ist.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht eine Dicke zwischen 0,1 und 10 /um aufweist.
  7. 7. Verfahren zum Anwachsen einer glatten einkristallinen Schicht axis seltenem Erdmetall-Eisen-Granatmaterial durch Epitaxie
    A0981S/0877
    -16- PHN. 6564C.
    19-9-173-
    aus der flüssigen Phase auf einer kristallographischen Oberfläche, bei dem ein Teil der sich an den Dodekaederstellen befindenden seltenen Erdionen durch Wismutionen ersetzt ist und sich an den Tetraederstellen dreiwertige Eisenionen befinden, dadurch gekennzeichnet, dass die kristallographisehe Oberfläche mit einer aus einem Speisungsmittel und einem Flussmittel bestehenden Schmelze ■ in Berührung gebracht wird, die nach Kristallisation eine Schicht der genannten Zusammensetzung liefert, wobei die Temperatur der Schmelze unter 9500C1 und zwar umso weiter unter 95O°C liegt, je grosser der Vismutgehalt der Schicht sein soll.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass die Menge Speisungsmittel in der Schmelze 5 bis 14 Mol.$£ beträgt.
  9. 9. " Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Speisungsmittel einen Ueberschuss an Vismut.enthält.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 7 ι dadurch gekennzeichnet, dass das Flussmittel im wesentlichen aus PbO und B„0, in einem Verhältnis von PbO : B_0, in Mol.^ je nach der gewählten Temperatur der Schmelze gleich 6:1 bis 14 ι 1 besteht.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass eine Schmelze verwendet wird, die seltene Erdionen enthält, deren Radius kleiner als der eines Vismutions ist, und dass eine kristallographische Oberfläche verwendet wird, deren Gitterkonstante grosser als die Eigengitterkonstante des auf dieser Oberfläche anzuwachsenden seltenen Erdmetall-Eisen-Granatmaterials ist.
  12. 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die seltenen Erdionen in der Schmelze aus der durch Lu, Yb,
    409 8 15/0 877
    . · -17- FHN> 6564c.
    19-9-'73.
    Tm und Er gebildeten Gruppe gewählt werden.'
  13. 13. ' Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelzt ein Dleihaltiges Flussmittel enthält, und dass' die Wachstumsgeschwindigkeit niedriger als 0,2yum/inin ist.
    O 9 815/O B7 7
    Leerseite
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