JP2001348298A - ビスマス置換型ガーネット厚膜材料及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＴbＢi系ガーネットが本質的に持つ波長約
１.６μｍ以上での光吸収を避けるものであり、ＧdＢi
系ガーネットのファラデー回転能の温度変化率を改善し
たビスマス置換型ガーネット厚膜材料、及びその製造方
法を提供すること。 【解決手段】 ガーネット基板上に、液相成長法により
育成されたＧd、Ｙ、Ｂi、Ｆe、Ａlを主成分とするガー
ネット厚膜であって、該ガーネット厚膜の組成が、一般
式、Ｇd_{３−ｘ−ｙ}Ｙ_ｘＢi_ｙＦe_５−ｚＡl_ｚＯ_１２（但
し、０＜ｘ≦０.４５、０.８５≦ｙ≦１.５０、０.１５
≦ｚ≦０.７０）で表され、かつ、該ガーネット厚膜中
に酸化ホウ素（Ｂ_２Ｏ_３）及び酸化鉛（ＰbＯ）を各々
０〜４.０wt％（但し、０を含まず）含有するビスマス
置換型ガーネット厚膜材料とする。又、大口径が可能な
基板上に前記ガーネット厚膜を育成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ファラデー回転効
果を有する光学用ガーネット材料の中で、ビスマス（Ｂ
i）置換型ガーネットとその製造方法に関し、詳しく
は、液相成長法（ＬＰＥ法）にて育成したＧdＢi系ガー
ネット単結晶厚膜及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光通信や光情報処理において、フ
ァラデー回転を応用したデバイスが開発、実用化されて
いる。半導体レーザ発振器を使用した光通信装置では、
光ファイバーケーブルやコネクタなどからの反射光がレ
ーザ発振部に戻ると、雑音が増加し、発振が不安定な状
態となる。それゆえ、戻り光を遮断し、安定した発振状
態を確保するために、ファラデー回転を利用した光アイ
ソレータが使用されている。

【０００３】大きなファラデー回転を有するＢi置換型
希土類ガーネットは、ＬＰＥ法、フラックス法等で育成
され、近赤外領域でのアイソレータに使用されている。
特に、ＬＰＥ法で育成されるガーネット厚膜は、生産性
に優れ、現在では、ほとんどこの方法で生産されてい
る。

【０００４】現在、光ファイバーケーブルを用いた通信
システムにおいては、波長が１.３１μｍや１.５５μｍ
の帯域、更には、１.６〜２μｍの帯域が利用されてい
る。

【０００５】このような帯域で用いられる近赤外用ファ
ラデー回転素子用材料として、ＬＰＥ法で作製されたＴ
bＢi系ガーネット厚膜とＧdＢi系（Ｇa，Ａl置換）ガー
ネット厚膜が市販されている。

【０００６】前者は、４５degあたりのファラデー回転
の温度変化率が、約０.０４〜０.０６ deg（度）／℃と
小さいが、印加磁界強度Ｈsは、約８００〜１２００Ｏe
と高く、強力な永久磁石を必要とし、磁化反転温度は、
約−５０℃以下であり、広い温度範囲で使用できる。

【０００７】一方、後者は、４５degあたりのファラデ
ー回転の温度変化率が、約０.０８deg／℃と大きいが、
Ｈsは、約３００Ｏeと小さく、磁化反転温度は、約−１
０℃と高く、使用温度範囲は生活温度近傍である。従っ
て、市場の要求は、温度特性の良好なＴbＢi系ガーネッ
ト材が多くなっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、希土類
Ｂi系ガーネットにおいては、Journal of Applied Phys
ics, vol.38, No.3, pp.1038の”Effect of Impurities
on the Optical Properties of Yttrium Iron Garne
t”と題される文献に示される図では、波長が１.６μm
を越えた領域では、Ｔbイオンによる吸収スペクトルが
見られ、ＴbＢiガーネット材は、この波長帯域において
は、透過損失の増大を避けることができない。

【０００９】一方、ＧdＢi系（Ｇa，Ａl置換）ガーネッ
ト厚膜については、その製造条件について、Journal of
Crystal Growth 64(1983),pp.275の”LPE Growth of B
ismuth Substituted Gadolinium Gadolinium Iron Garn
et Layers: Systematizationof Experimental Result”
と題される文献に示されているが、ＧdＢi系（Ｙ，Ａl
置換）ガーネット厚膜に関する示唆は見られない。

【００１０】ここで、光アイソレータは、光の進行方向
に関し、順方向には、より高い透過率を示し、逆方向に
は、より低い透過率を示すことが望ましい。

【００１１】そこで、本発明の課題は、ＴbＢi系ガーネ
ットが本質的に持つ波長約１.６μｍ以上での光吸収を
避けるものであり、ＧdＢi系ガーネットのファラデー回
転能の温度変化率を改善したビスマス置換型ガーネット
厚膜材料及びその製造方法を提供することことにある。
又、市販されている育成基板径が大きい置換型ガドリニ
ウム・ガリウム・ガーネット（ＳＧＧＧ）基板を使用す
ることにより、低コスト化を図ることにある。更には、
約１.５μｍを越える波長域で使用されるファラデー回
転素子を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】ＧdＢi系ガーネットに対
する具体的な特性の要求として、（１）約１.５μｍを
越える波長域で高い透過率（低い挿入損失）を示すこ
と、（２）４５degあたりのファラデー回転の−２０℃
〜＋８０℃の温度範囲での平均変化率θ_Ｆ/Ｔ が市販の
ＧdＢi系ガーネット材（約０.０８deg／℃）よりも良好
な値であること、（３）磁化反転温度Ｔcompが、−２０
℃以下である（通常の生活環境温度範囲で使用できる）
こと、（なお、本実施の形態においては、Ｔcompの測定
が−４０℃以下では困難であり、それ以下は、−４０℃
以下と示した）、更に、（４）ファラデー回転角が、約
４５degとなる厚さにおける挿入損失（I.L.）が０.２ｄ
Ｂ以下（通常は０.３ｄＢ以下で可）であること、
（５）飽和状態に達するために必要な最小の印加磁界
（所要磁界Ｈ_Ｓ）が５００Ｏe以下（小形の永久磁石の
使用が可能になり、安価、小型化に有用）であることが
求められている。これらを本発明におけるガーネット材
料の適合範囲と規定した。

【００１３】なお、ファラデー回転素子としては、ファ
ラデー回転能θ_Ｆ（単位厚さあたりのファラデー回転
角）が大きい方が、素子としての膜厚を小さくすること
ができる。ＬＰＥ法においては、育成膜厚が大となるに
従い、結晶性の劣化、割れ発生の増加等、工業上、不利
益となることが多い。

【００１４】従って、ファラデー回転能θ_Ｆ は大きく
とれることが望ましい。市販されているＧdＢi系ガーネ
ット厚膜の波長１.５５μｍにおけるファラデー回転能
θ_Ｆは、約８００deg/ｃｍである。本発明においては、
ファラデー回転能θ_Ｆ も同等以上の値が望ましいとし
た。このファラデー回転能θ_Ｆ は、単純な要因の変更
によって、容易に変化できるものではなく、種々の溶液
（メルト）組成及び育成条件の適合によって、最適化が
図られ実現できるものである。

【００１５】その結果、Ｇd、Ｙ、Ｂi、Ｆe、Ａl を主
成分とし、Ｂ_２Ｏ_３及びＰｂＯを各々０〜４.０ wt％
（但し、０を含まず）含有するガーネット厚膜をＬＰＥ
法にて育成すること、該ガーネットをＳＧＧＧ（置換型
ガドリニウム・ガリウム・ガーネット）基板上に育成す
ること、該ガーネット厚膜を酸素含有量が１０〜１００
％の雰囲気中で、９５０〜１１４０℃の温度で熱処理す
ることにより、上記課題が解決され、本発明をなすに至
ったものである。

【００１６】即ち、本発明によれば、ガーネット基板上
に、液相成長法により育成されたＧd、Ｙ、Ｂi、Ｆe、
Ａl を主成分とする光学用のガーネット厚膜であって、
該ガーネット厚膜の組成が、一般式、Ｇd_{３−ｘ−ｙ}Ｙ
_ｘＢi_ｙＦe_５−ｚＡl_ｚＯ_１２（但し、０＜ｘ≦０.４
５、０.８５≦ｙ≦１.５０、０.１５≦ｚ≦０.７０）で
表され、かつ、該ガーネット厚膜中に酸化ホウ素（Ｂ_２
Ｏ_３）及び酸化鉛（ＰbＯ）を各々０〜４.０wt％（但
し、０を含まず）含有することを特徴とするビスマス置
換型ガーネット厚膜材料が得られる。

【００１７】又、本発明によれば、前記ガーネット厚膜
から実質的に成るファラデー回転子が得られる。

【００１８】又、本発明によれば、前記ガーネット厚膜
を、置換型ガドリニウム・ガリウム・ガーネット（ＳＧ
ＧＧ）基板上に育成するビスマス置換型ガーネット厚膜
材料の製造方法が得られる。

【００１９】又、本発明によれば、前記ガーネット厚膜
を９５０〜１１４０℃の範囲で保持する熱処理を施すビ
スマス置換型ガーネット厚膜材料の製造方法が得られ
る。

【００２０】又、本発明によれば、前記熱処理における
雰囲気の酸素含有量が１０〜１００％の範囲であるビス
マス置換型ガーネット厚膜材料の製造方法が得られる。

【００２１】ここで、本発明のガーネット厚膜材料にお
いては、Ｂ_２Ｏ_３及びＰbＯの含有量を各々０〜４.０ w
t％（但し、０を含まず）としたのは、この範囲の含有
量で挿入損失（I.L.）が減少することを見出したためで
ある。なお、Ｂ_２Ｏ_３及びＰbＯの含有による挿入損失
の低減の効果は、ガーネット組成において、結晶構成元
素のイオン状態を調整する効果と推定される。

【００２２】ところで、ＬＰＥ法においては、基板の格
子常数と育成されるガーネット厚膜の格子定数が近似す
ることが望ましい。従って、ＴbＢi系ガーネットにはＳ
ＧＧＧ基板（格子定数、約１２.４９６オングストロー
ム）が、ＧdＢi系ガーネットにはＮＧＧ基板（格子定
数、約１２.５０９オングストローム）が使用されてい
る。しかしながら、市販されているＮＧＧ基板の最大径
は直径２インチである。一方、ＳＧＧＧ基板は直径３イ
ンチのものが市販されている。従って、ＧdＢi系ガーネ
ット厚膜をＳＧＧＧ基板にて育成することが可能になれ
ば、大幅な低コスト化と生産増が実現できる。

【００２３】又、本発明のガーネット厚膜材料を製造す
る方法において、ガーネット厚膜材料を９５０〜１１４
０℃の範囲で熱処理するのは、この範囲において、挿入
損失（I.L.）の低減が認められ、９５０℃未満では、温
度が低いために、組成の均質化が不十分であり、１１４
０℃を越えると、ガーネットの分解（Ｂi_２Ｏ_３の蒸
発）が生ずるためである。

【００２４】なお、熱処理による挿入損失（I.L.）の低
減は、原子の拡散による均質化の向上（結晶格子、イオ
ンバランスのばらつき低減）に起因している。

【００２５】又、本発明のガーネット厚膜材料を製造す
る方法において、熱処理における雰囲気の酸素含有量を
１０％以上とするのは、これ以上で熱処理することによ
って挿入損失低減などの効果が認められるからであり、
１０％未満では、ガーネット中の酸素の欠乏により、挿
入損失（I.L.）が増大するためである。

【００２６】なお、本発明のガーネット厚膜材料の主成
分の組成値による特性の変化は、結晶格子における各原
子の置換と磁気スピンに深く関係しており、本発明の組
成領域は光学特性の最適領域となっている。

【００２７】このような、光アイソレータなどに用いら
れるファラデー回転子用などのＢi置換型ガーネットの
液相成長法（ＬＰＥ法）は次のようにして行われる。

【００２８】白金るつぼ中に、ＰbＯ、Ｂi_２Ｏ_３、Ｂ_２
Ｏ_３ 等をフラックス成分とし、ガーネット成分（Ｇd_２
Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、Ｆe_２Ｏ_３、Ａl_２Ｏ_３、等）を約９０
０〜１１００℃にて溶解し、溶液（メルト）を作製した
後、降温し、過冷却状態（過飽和溶液状態）とする。そ
のメルトにガーネット基板を浸漬し、長時間、回転する
ことによりＢi置換型ガーネットの厚膜を育成する。

【００２９】このように育成されるＢi置換型ガーネッ
トの中でも、ＧdＢi系ガーネットは比較的高いファラデ
ー回転能θ_Ｆ を有し、ガーネットへの必要印加磁界が
小さくて済むといった特徴を有している。ここでいう必
要印加磁界（所要磁界Ｈs）とは、ガーネットの挿入損
失が最小に達するために必要な磁界である。物理的に
は、ガーネットの磁気スピンを一方向に揃えるのに必要
な磁界である。一般に、この印加磁界はガーネット膜の
周辺に配置した永久磁石から供給される構成となってい
る。従って、ガーネット膜の飽和磁化４πＭs が低い
と、Ｈsも低くなり、使用する磁石の特性を低くするこ
とができる。同時に、小型化、軽量化等が可能となり、
工業上、有益となる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。

【００３１】（第１の実施の形態）高純度の酸化ガドリ
ニウム（ Ｇd_２Ｏ_３）、酸化イットリウム（Ｙ
_２Ｏ_３）、酸化第二鉄（Ｆe_２Ｏ_３）、酸化アルミニウ
ム（Ａl_２Ｏ_３）、酸化ビスマス（Ｂi_２Ｏ_３）、酸化鉛
（ＰbＯ）及び酸化ホウ素（Ｂ_２Ｏ_３）の粉末を原料と
して使用し、ＰbＯ−Ｂi_２Ｏ_３−Ｂ_２Ｏ_３ 系をフラッ
クスとして、ＬＰＥ法にて、ＳＧＧＧ基板（格子定数、
約１２.４９６オングストローム）上に、ＰbＯを約０.
５ wt％含有した、主成分比がＧd_１.４Ｙ_０.３Ｂi_１.３
Ｆe_４.４Ａl_０.６Ｏ_１２で、Ｂ_２Ｏ_３ を０、１、２、
３、４、５wt％含有する組成のＧdＢi系ガーネット膜を
厚さ約５００μｍ育成した。

【００３２】次に、これらの試料の基板を除去し、両面
を研磨し、波長１.５５μｍにおけるファラデー回転角
が約４５degとなる厚さに調整した。なお、上述した組
成は、これらの試料の両面について、５点ずつＥＰＭＡ
分析を行い、その平均値として求めたものであり、Ｂ_２
Ｏ_３については試料片に対して原子吸光分析法により求
めたものである。

【００３３】次に、これらの試料板にＳiＯ_２膜による
無反射コートを行った後、電磁石を用いて磁界を約０.
５ｋＯeまで印加して、波長１.５５μmにおいて、透過
率が飽和に達する最小の印加磁界（所要磁界Ｈs）と挿
入損失（I.L.）及びファラデー回転能θ_Ｆ及び−２０℃
〜＋８０℃における４５degあたりのファラデー回転の
温度変化率θ_Ｆ/Ｔ を求めた。

【００３４】その結果、全ての試料について、Ｈsは約
４００Ｏe、θ_Ｆは約１２００deg／cｍ、θ_Ｆ/Ｔ は約
０.０６deg／℃、Ｔcompは−４０℃以下であった。

【００３５】又、挿入損失（I.L.）とＢ_２Ｏ_３ 含有量
との関係は図１に示すとおりであった。

【００３６】図１から分かるように、挿入損失（I.L.）
はＢ_２Ｏ_３の含有により減少するが、４.０wt％を越え
る領域では著しく増加することが分かる。このことによ
り、挿入損失（I.L.）の低減効果は０〜４.０wt％（但
し、０を含まず）の範囲が有用となる。特に、１〜３.
２ wt％の範囲が好ましい。

【００３７】（第２の実施の形態）第１の実施の形態と
同様にして、Ｂ_２Ｏ_３を約０.５wt％含有した、主成分
比がＧd_１.７Ｙ_０.２Ｂi_１.１Ｆe_４.６Ａl_０.４Ｏ_１２
で、ＰbＯを０、１、２、３、４、５wt％含有する組成
のＧdＢi系ガーネット膜を厚さ約６００μｍ育成した
後、試料を作製し、特性を測定した。

【００３８】その結果、全ての試料について、Ｈsは約
４００Ｏe、θ_Ｆは約１１００deg／cｍ、θ_Ｆ/Ｔは約
０.０６deg／℃、Ｔcompは−４０℃以下であった。

【００３９】又、挿入損失（I.L.）とＰbＯ含有量との
関係は図２に示すとおりであった。

【００４０】図２から分かるように、ＰbＯの含有によ
り、挿入損失（I.L.）は減少するが、ＰbＯが４.０wt％
を越える領域では著しく増加することが分かる。従っ
て、ＰbＯの含有量は０〜４.０wt％（但し、０を含ま
ず）の範囲が有用といえる。更に、望ましくはＰbＯの
含有量を０.４〜４.０wt％の範囲とすることにより、挿
入損失（I.L.）を０.０８ｄＢ以下とすることができ
る。なお、特に１.０〜４.０wt％の範囲が好ましい。

【００４１】（第３の実施の形態）第１の実施の形態と
同様にして、主成分比がＧd_１.１Ｙ_０.４Ｂi_１.５Ｆe
_{４. ３}Ａl_０.７Ｏ_１２で、Ｂ_２Ｏ_３を約０.７wt％含有す
るガーネット膜を厚さ約５００μｍ育成した。

【００４２】次に、この試料を約５０％の酸素濃度雰囲
気中で、９５０℃、１０００℃、１０５０℃、１１００
℃、１１３０℃、１１５０℃の各温度で１０時間保持
し、熱処理した。

【００４３】これらの試料の両面について研磨し、波長
１.５５μｍにおけるファラデー回転角が約４５degとな
る厚さに調整した後、測定した。

【００４４】その結果、全ての試料について、Ｈsは約
３００Ｏe、θ_Ｆは約１４００deg／cｍ、θ_Ｆ/Ｔは約
０.０５deg／℃、Ｔcompは−４０℃以下であった。

【００４５】又、挿入損失（I.L.）と熱処理温度との関
係は図３に示すとおりであった。

【００４６】図３から、熱処理温度が９５０〜１１４０
℃の範囲での熱処理による挿入損失（I.L.）の低減効果
が認められる。従って、９５０〜１１４０℃の温度範囲
での熱処理が有用といえる。

【００４７】（第４の実施の形態）第１の実施の形態と
同様にして、主成分比がＧd_２.０Ｙ_０.１Ｂi_０.９Ｆe
_{４. ８}Ａl_０.２Ｏ_１２で、Ｂ_２Ｏ_３を約１.５wt％、Ｐb
Ｏを約１.５wt％含有するガーネット膜を厚さ約７００
μｍ育成した。

【００４８】次に、この試料を１０５０℃の温度で、雰
囲気の酸素濃度を０、１０、２０、４０、６０、８０、
１００％とし、２０時間保持して熱処理した後、試料を
作製し、特性を測定した。

【００４９】その結果、全ての試料について、Ｈsは約
５００Ｏe、θ_Ｆは約９００deg／cｍ、θ_Ｆ/Ｔは約０.
０７deg／℃、Ｔcompは−４０℃以下であった。

【００５０】又、挿入損失（I.L.）と熱処理雰囲気の酸
素濃度との関係は図４に示すとおりであった。

【００５１】図４から、熱処理雰囲気の酸素濃度が１０
〜１００％の範囲で、熱処理による挿入損失（I.L.）の
低減効果が認められる。従って、１０〜１００％の熱処
理雰囲気の酸素濃度が有用といえる。

【００５２】（第５の実施の形態）第１の実施の形態と
同様にして、Ｂ_２Ｏ_３を約０.５wt％、ＰbＯを約１wt％
含有した、主成分比がＧd_１.７Ｙ_０.２Ｂi_１.１Ｆe
_５−ＺＡl_ＺＯ_１２で、ｚ＝０.１，０.２，０.３，０.
４，０.５，０.６，０.７のガーネット膜を厚さ約６０
０μｍ育成した後、試料を作製し、特性を測定した。

【００５３】その結果、全ての試料について、θ_Ｆは約
１０００deg／cｍ、Ｔcompは−４０℃以下であった。

【００５４】θ_Ｆ/Ｔ 及びＨsとｚとの関係を、それぞ
れ、図５(ａ)と図５(ｂ)に示す。ｚが０.１５〜０.７０
の範囲で、Ｈsが５００Ｏe以下で、θ_Ｆ/Ｔが０.０８de
g／℃以下が得られている。

【００５５】（第６の実施の形態）第１の実施の形態と
同様にして、Ｂ_２Ｏ_３を約０.５wt％、ＰbＯを約１wt％
含有した、主成分比がＧd_{１.９−ｘ}Ｙ_ｘＢi_１.１Ｆe
_４.６Ａl_０.４Ｏ_１２で、ｘ＝０，０.１，０.２，０.
３，０.４，０.５のガーネット膜を厚さ約６００μｍ育
成した後、試料を作製し、特性を測定した。

【００５６】その結果、全ての試料について、θ_Ｆは約
１１００deg／cｍ、Ｔcompは−４０℃以下であった。

【００５７】Ｈsとｘの関係を図６に示す。ｘが０〜０.
４５の範囲で、Ｈsが５００Ｏe 以下が得られている。

【００５８】（第７の実施の形態）第１の実施の形態と
同様にして、Ｂ_２Ｏ_３を約０.５wt％、ＰbＯを約１wt％
含有した、主成分比が(Ｇd_１.７Ｙ_０.２)
_{（３−ｙ）／１.９}Ｂi_ｙＦe_４.６Ａl_{０. ４}Ｏ_１２で、ｙ
＝０.８，０.９，１.０，１.１，１.２，１.３，１.
４，１.５のガーネット膜を厚さ約６００μｍに育成し
た後、試料を作製し、特性を測定した。

【００５９】その結果、全ての試料について、Ｔcompは
−４０℃以下であり、θ_Ｆ/Ｔは０.０６〜０.０７５deg
／℃であった。

【００６０】得られた、θ_Ｆ及びＨsとｙとの関係を、
それぞれ、図７(ａ)と図７(ｂ)に示す。ｙが０.８５〜
１.５０の範囲で、θ_Ｆが８００deg／cｍ以上であり、
Ｈsが５００Ｏe 以下となっている。

【００６１】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、ＴbＢi系ガーネットが本質的に持つ波長約１.６μ
ｍ以上での吸収を避けるものであって、ＧdＹＢi系ガー
ネットのファラデー回転能の温度変化率が改善されたビ
スマス置換型ガーネット厚膜材料及びその製造方法を提
供することができる。

【００６２】又、本発明によれば、約１.５μｍを越え
る波長域で使用されるファラデー回転素子を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態のＧdＢi系ガーネッ
ト厚膜におけるＢ_２Ｏ_３の含有量と挿入損失（I.L.）と
の関係を示す図。

【図２】本発明の第２の実施の形態のＧdＢi系ガーネッ
ト厚膜におけるのＰbＯの含有量と挿入損失（I.L.）と
の関係を示す図。

【図３】本発明の第３の実施の形態のＧdＢi系ガーネッ
ト厚膜における熱処理温度と挿入損失（I.L.）との関係
を示す図。

【図４】本発明の第４の実施の形態のＧdＢi系ガーネッ
ト厚膜における熱処理雰囲気の酸素濃度と挿入損失（I.
L.）との関係を示す図。

【図５】本発明の第５の実施の形態のＧdＢi系ガーネッ
ト厚膜における、光学的及び磁気的特性の組成ｚへの依
存性を示す図。図５(ａ)はθ_Ｆ/Ｔ とｚの関係を示し、
図５(ｂ)はＨsとｚの関係を示す図。

【図６】本発明の第６の実施の形態のＧdＢi系ガーネッ
ト厚膜における、組成ｘとＨsとの関係を示す図。

【図７】本発明の第７の実施の形態のＧdＢi系ガーネッ
ト厚膜における、光学的及び磁気的特性の組成ｙへの依
存性を示す図。図７(ａ)はθ_Ｆ/Ｔ とｙの関係を示し、
図７(ｂ)はＨsとｚの関係を示す図。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガーネット基板上に、液相成長法により
   育成されたＧd、Ｙ、Ｂi、Ｆe、Ａlを主成分とするガー
   ネット厚膜であって、該ガーネット厚膜の組成が、一般
   式、Ｇd_{３−ｘ−ｙ}Ｙ_ｘＢi_ｙＦe_５−ｚＡl_ｚＯ_１２（但
   し、０＜ｘ≦０.４５、０.８５≦ｙ≦１.５０、０.１５
   ≦ｚ≦０.７０）で表され、かつ、該ガーネット厚膜中
   に酸化ホウ素（Ｂ_２Ｏ_３）及び酸化鉛（ＰbＯ）を各々
   ０〜４.０wt％（但し、０を含まず）含有することを特
   徴とするビスマス置換型ガーネット厚膜材料。
2. 【請求項２】 請求項１記載のガーネット厚膜から実質
   的に成ることを特徴とするファラデー回転子。
3. 【請求項３】 前記ガーネット厚膜を、置換型ガドリニ
   ウム・ガリウム・ガーネット（ＳＧＧＧ）基板上に育成
   することを特徴とする請求項１記載のビスマス置換型ガ
   ーネット厚膜材料の製造方法。
4. 【請求項４】 前記ガーネット厚膜を、９５０〜１１４
   ０℃の範囲で保持する熱処理を施すことを特徴とする請
   求項１又は３記載のビスマス置換型ガーネット厚膜材料
   の製造方法。
5. 【請求項５】 前記熱処理における雰囲気の酸素含有量
   が１０〜１００％の範囲であることを特徴とする請求項
   ４記載のビスマス置換型ガーネット厚膜材料の製造方
   法。