JP2003034596A - ビスマス置換型ガーネット厚膜材料、その製造方法及びファラデー回転子 - Google Patents
ビスマス置換型ガーネット厚膜材料、その製造方法及びファラデー回転子Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 飽和磁場を低減し、かつ、同程度のθＦ／Ｔ
を維持し、−４０℃以下の磁化反転温度を有するビスマ
ス置換型ガーネット厚膜材料、その製造方法及びファラ
デー回転子を提供する。 【解決手段】 ガーネット単結晶上に、液相エピタキシ
ャル成長法により育成されたＧｄ、Ｙｂ、Ｆｅ、Ａｌ及
びＧａを主成分とするビスマス置換型ガーネット厚膜材
料であって、主成分組成が、一般式Ｇｄ3-a-bＹｂaＢｉ
bＦｅ5-x-yＡｌxＧａyＯ12（但し、０＜ａ≦０.５、０.
８５≦ｂ≦１.５５、０.１５≦ｘ＋ｙ≦０.５５、０＜
ｙ≦０.１５）で表され、かつ、酸化硼素（Ｂ2Ｏ3）及
び酸化鉛（ＰｂＯ）を各々０〜４.０ｗｔ％（但し、０
を含まず）を含有する。
を維持し、−４０℃以下の磁化反転温度を有するビスマ
ス置換型ガーネット厚膜材料、その製造方法及びファラ
デー回転子を提供する。 【解決手段】 ガーネット単結晶上に、液相エピタキシ
ャル成長法により育成されたＧｄ、Ｙｂ、Ｆｅ、Ａｌ及
びＧａを主成分とするビスマス置換型ガーネット厚膜材
料であって、主成分組成が、一般式Ｇｄ3-a-bＹｂaＢｉ
bＦｅ5-x-yＡｌxＧａyＯ12（但し、０＜ａ≦０.５、０.
８５≦ｂ≦１.５５、０.１５≦ｘ＋ｙ≦０.５５、０＜
ｙ≦０.１５）で表され、かつ、酸化硼素（Ｂ2Ｏ3）及
び酸化鉛（ＰｂＯ）を各々０〜４.０ｗｔ％（但し、０
を含まず）を含有する。
Description
【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、その製造方法及びフ
ァラデー回転子に関し、詳しくは、液相エピタキシャル
成長法（以下、ＬＰＥ法と記す）にて育成したＧｄＢｉ
系ガーネット単結晶厚膜材料、その製造方法及びそれを
用いたファラデー回転子に関する。
果を有する光学用ガーネット材料、その製造方法及びフ
ァラデー回転子に関し、詳しくは、液相エピタキシャル
成長法（以下、ＬＰＥ法と記す）にて育成したＧｄＢｉ
系ガーネット単結晶厚膜材料、その製造方法及びそれを
用いたファラデー回転子に関する。
【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。半導体レーザー発信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の端部からの
反射光がレーザー発信器に戻ると、ノイズが増加し、発
信が不安定になる。このような戻り光を遮断し、安定し
た発信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。
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。半導体レーザー発信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の端部からの
反射光がレーザー発信器に戻ると、ノイズが増加し、発
信が不安定になる。このような戻り光を遮断し、安定し
た発信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】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お
り、このような帯域で用いられる近赤外用ファラデー回
転子材料として、ビスマス（Ｂｉ）置換型希土類系ガー
ネットがあり、ＴｂＢｉ系ガーネット厚膜やＧｄＢｉ系
（Ａｌ、Ｇａ置換）ガーネット厚膜が市販されている。
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お
り、このような帯域で用いられる近赤外用ファラデー回
転子材料として、ビスマス（Ｂｉ）置換型希土類系ガー
ネットがあり、ＴｂＢｉ系ガーネット厚膜やＧｄＢｉ系
（Ａｌ、Ｇａ置換）ガーネット厚膜が市販されている。
【０００４】これらのＢｉ置換型希土類系ガーネット
は、フラックス法により製造され、現在ではフラックス
法の一種で、生産性に優れたＬＰＥ法により、ほとんど
が製造されている。
は、フラックス法により製造され、現在ではフラックス
法の一種で、生産性に優れたＬＰＥ法により、ほとんど
が製造されている。
【０００５】ところで、Ｂｉ置換型希土類系ガーネット
のうち、前者は１.５５μｍでの４５ｄｅｇあたりのフ
ァラデー回転の温度係数θＦ／Ｔが約０.０４〜０.０６
ｄｅｇ／℃と小さいが、磁化の飽和に要する印加磁界Ｈ
ｓ（飽和磁界）が、約６.３７×１０4〜９.５５×１０4
Ａ／ｍ（８００〜１２００Ｏｅ）と大きいため、光アイ
ソレータに用いる場合は強力な永久磁石が必要となる。
ところが、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。
のうち、前者は１.５５μｍでの４５ｄｅｇあたりのフ
ァラデー回転の温度係数θＦ／Ｔが約０.０４〜０.０６
ｄｅｇ／℃と小さいが、磁化の飽和に要する印加磁界Ｈ
ｓ（飽和磁界）が、約６.３７×１０4〜９.５５×１０4
Ａ／ｍ（８００〜１２００Ｏｅ）と大きいため、光アイ
ソレータに用いる場合は強力な永久磁石が必要となる。
ところが、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。
【０００６】一方、後者はθＦ／Ｔが約０.０８ｄｅｇ
／℃と大きいが、Ｈｓは約２.３９×１０4Ａ／ｍ（３０
０Ｏｅ）と小さく、磁化反転温度がおおよそ−１０℃で
あり、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。ところが、ＴｂＢｉ系ガーネットに
は、１.６μｍ以上の波長域にて、Ｔｂイオンの吸収ス
ペクトルが存在するため、この波長域では使用すること
ができない。
／℃と大きいが、Ｈｓは約２.３９×１０4Ａ／ｍ（３０
０Ｏｅ）と小さく、磁化反転温度がおおよそ−１０℃で
あり、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。ところが、ＴｂＢｉ系ガーネットに
は、１.６μｍ以上の波長域にて、Ｔｂイオンの吸収ス
ペクトルが存在するため、この波長域では使用すること
ができない。
【０００７】ところで、本発明者等は、特願２０００−
１６９３０８号において、置換型ガドリニウム・ガリウ
ム・ガーネット（Ｇｄ、Ｃａ）3（Ｇａ、Ｍｇ、Ｚｒ）5
Ｏ12（以下、ＳＧＧＧと記す）用いて、Ｇｄ、Ｙｂ、Ｆ
ｅ、Ａｌを主成分とするガーネット厚膜及びその製造方
法を提案した。このガーネット厚膜は、θＦ／Ｔが０.
０８ｄｅｇ／℃以下、磁化反転温度が−４０℃以下、挿
入損失が０.２ｄＢ以下、磁化が飽和状態に達する磁場
（以下、飽和磁場と記す）が３.９８×１０4Ａ／ｍ（５
００Ｏｅ）以下の特性を有する。
１６９３０８号において、置換型ガドリニウム・ガリウ
ム・ガーネット（Ｇｄ、Ｃａ）3（Ｇａ、Ｍｇ、Ｚｒ）5
Ｏ12（以下、ＳＧＧＧと記す）用いて、Ｇｄ、Ｙｂ、Ｆ
ｅ、Ａｌを主成分とするガーネット厚膜及びその製造方
法を提案した。このガーネット厚膜は、θＦ／Ｔが０.
０８ｄｅｇ／℃以下、磁化反転温度が−４０℃以下、挿
入損失が０.２ｄＢ以下、磁化が飽和状態に達する磁場
（以下、飽和磁場と記す）が３.９８×１０4Ａ／ｍ（５
００Ｏｅ）以下の特性を有する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光アイ
ソレータ等に使用する場合は、安価な磁石によるコスト
低減が求められることから、更なる飽和磁場の低減が要
求されている。但し、飽和磁場の低減に際し、他の特性
は同程度を保持したままであること、特に光アイソレー
タの光学特性の温度変化を左右するθＦ／Ｔが同程度で
あることが望まれる。また、磁化反転温度も−４０℃以
下であることが望まれる。
ソレータ等に使用する場合は、安価な磁石によるコスト
低減が求められることから、更なる飽和磁場の低減が要
求されている。但し、飽和磁場の低減に際し、他の特性
は同程度を保持したままであること、特に光アイソレー
タの光学特性の温度変化を左右するθＦ／Ｔが同程度で
あることが望まれる。また、磁化反転温度も−４０℃以
下であることが望まれる。
【０００９】そこで、本発明の課題は、飽和磁場を低減
し、かつ、同程度のθＦ／Ｔを維持し、−４０℃以下の
磁化反転温度を有する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にある。また、本発
明の課題は、約１.５μｍを越える波長域で使用可能な
ファラデー回転子を提供することにある。
し、かつ、同程度のθＦ／Ｔを維持し、−４０℃以下の
磁化反転温度を有する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にある。また、本発
明の課題は、約１.５μｍを越える波長域で使用可能な
ファラデー回転子を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者は、種々の検討
の結果、ＳＧＧＧ上にＬＰＥ法により育成する上記のＧ
ｄ、Ｙｂ、Ｆｅ、Ａｌを主成分とするガーネット厚膜の
一部を、Ｇａにて置換することにより、飽和磁場を低減
できることを見出した。
の結果、ＳＧＧＧ上にＬＰＥ法により育成する上記のＧ
ｄ、Ｙｂ、Ｆｅ、Ａｌを主成分とするガーネット厚膜の
一部を、Ｇａにて置換することにより、飽和磁場を低減
できることを見出した。
【００１１】即ち、Ｇａのような非磁性元素の置換量が
増えるとθＦ／Ｔが増大するが、非磁性元素とし置換し
ているＡｌ置換量を減少させることにより、θＦ／Ｔの
増大を抑えることができることがわかった。また、Ｇａ
置換量の増加によるθＦ／Ｔの増大をＡｌ置換量の減少
により抑えることができるものの、Ｇａ置換量の増加及
びＡｌ置換量の減少により、磁化反転温度が上昇するこ
ともわかった。
増えるとθＦ／Ｔが増大するが、非磁性元素とし置換し
ているＡｌ置換量を減少させることにより、θＦ／Ｔの
増大を抑えることができることがわかった。また、Ｇａ
置換量の増加によるθＦ／Ｔの増大をＡｌ置換量の減少
により抑えることができるものの、Ｇａ置換量の増加及
びＡｌ置換量の減少により、磁化反転温度が上昇するこ
ともわかった。
【００１２】そこで、θＦ／Ｔの増加を抑え、磁化反転
温度を−４０℃以下とするには、ガーネット組成を、Ｇ
ｄ3-a-bＹｂaＢｉbＦｅ5-x-yＡｌxＧａyＯ12の一般式に
て、０＜ａ≦０.５、０.８５≦ｂ≦１.５５、０.１５≦
ｘ＋ｙ≦０.５５、０＜ｙ≦０.１とすることにより、可
能となった。
温度を−４０℃以下とするには、ガーネット組成を、Ｇ
ｄ3-a-bＹｂaＢｉbＦｅ5-x-yＡｌxＧａyＯ12の一般式に
て、０＜ａ≦０.５、０.８５≦ｂ≦１.５５、０.１５≦
ｘ＋ｙ≦０.５５、０＜ｙ≦０.１とすることにより、可
能となった。
【００１３】また、特願２０００−１６９３０８号記載
のガーネット厚膜同様、上記ガーネット厚膜中に酸化硼
素（Ｂ2Ｏ3）及び酸化鉛（ＰｂＯ）を各々０〜４.０ｗ
ｔ％（但し、０を含まず）とし、また上記ガーネット厚
膜を、９５０〜１１４０℃の範囲及び雰囲気の酸素含有
量が１０〜１００％の範囲での熱処理により、低い挿入
損失が実現可能となった。
のガーネット厚膜同様、上記ガーネット厚膜中に酸化硼
素（Ｂ2Ｏ3）及び酸化鉛（ＰｂＯ）を各々０〜４.０ｗ
ｔ％（但し、０を含まず）とし、また上記ガーネット厚
膜を、９５０〜１１４０℃の範囲及び雰囲気の酸素含有
量が１０〜１００％の範囲での熱処理により、低い挿入
損失が実現可能となった。
【００１４】即ち、本発明は、ガーネット単結晶上に、
ＬＰＥ法により育成されたＧｄ、Ｙｂ、Ｆｅ、Ａｌ及び
Ｇａを主成分とするビスマス置換型ガーネット厚膜材料
であって、主成分組成が、一般式Ｇｄ3-a-bＹｂaＢｉb
Ｆｅ5-x-yＡｌxＧａyＯ12（但し、０＜ａ≦０.５、０.
８５≦ｂ≦１.５５、０.１５≦ｘ＋ｙ≦０.５５、０＜
ｙ≦０.１５）で表され、かつ、０〜４.０ｗｔ％（但
し、０を含まず）の酸化硼素（Ｂ2Ｏ3）、及び０〜４.
０ｗｔ％（但し、０を含まず）の酸化鉛（ＰｂＯ）を含
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
材料である。
ＬＰＥ法により育成されたＧｄ、Ｙｂ、Ｆｅ、Ａｌ及び
Ｇａを主成分とするビスマス置換型ガーネット厚膜材料
であって、主成分組成が、一般式Ｇｄ3-a-bＹｂaＢｉb
Ｆｅ5-x-yＡｌxＧａyＯ12（但し、０＜ａ≦０.５、０.
８５≦ｂ≦１.５５、０.１５≦ｘ＋ｙ≦０.５５、０＜
ｙ≦０.１５）で表され、かつ、０〜４.０ｗｔ％（但
し、０を含まず）の酸化硼素（Ｂ2Ｏ3）、及び０〜４.
０ｗｔ％（但し、０を含まず）の酸化鉛（ＰｂＯ）を含
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
材料である。
【００１５】また、本発明は、置換型ガドリニウム・ガ
リウム・ガーネット（Ｇｄ、Ｃａ） 3（Ｇａ、Ｍｇ、Ｚ
ｒ）5Ｏ12単結晶上に育成することを特徴とする上記の
ビスマス置換型ガーネット厚膜材料の製造方法である。
リウム・ガーネット（Ｇｄ、Ｃａ） 3（Ｇａ、Ｍｇ、Ｚ
ｒ）5Ｏ12単結晶上に育成することを特徴とする上記の
ビスマス置換型ガーネット厚膜材料の製造方法である。
【００１６】また、本発明は、上記のビスマス置換型ガ
ーネット厚膜材料から実質的になることを特徴とするフ
ァラデー回転子である。
ーネット厚膜材料から実質的になることを特徴とするフ
ァラデー回転子である。
【００１７】
【発明の実施の形態】光アイソレータなどに用いられる
ファラデー回転子用の本発明のＢｉ置換型ガーネット厚
膜は、ＬＰＥ法により、次のようにして育成される。
ファラデー回転子用の本発明のＢｉ置換型ガーネット厚
膜は、ＬＰＥ法により、次のようにして育成される。
【００１８】白金るつぼ中に、ＰｂＯ、Ｂｉ2Ｏ3、Ｂ2
Ｏ3等をフラックス成分とし、ガーネット成分（Ｇｄ2Ｏ
3、Ｙｂ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3、Ｇａ2Ｏ3等）を約
９００〜１１００℃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置換型ガーネット厚膜を育成する。
Ｏ3等をフラックス成分とし、ガーネット成分（Ｇｄ2Ｏ
3、Ｙｂ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3、Ｇａ2Ｏ3等）を約
９００〜１１００℃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置換型ガーネット厚膜を育成する。
【００１９】このように育成されるＧｄＢｉ系ガーネッ
トは、比較的高いファラデー回転能θＦを有し、必要印
加磁界が小さい。ここでいう必要印加磁界とは、ガーネ
ットの挿入損失を最小にするために必要な磁界Ｈｓであ
る。物理的には、ガーネットの多磁区状態を一方向に揃
えるのに必要な磁界である。一般に、この印加磁界Ｈｓ
は、ガーネット厚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。したがって、ガーネット厚膜
の飽和磁化４πＭｓが低いとＨｓも低くなり、使用する
永久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。
トは、比較的高いファラデー回転能θＦを有し、必要印
加磁界が小さい。ここでいう必要印加磁界とは、ガーネ
ットの挿入損失を最小にするために必要な磁界Ｈｓであ
る。物理的には、ガーネットの多磁区状態を一方向に揃
えるのに必要な磁界である。一般に、この印加磁界Ｈｓ
は、ガーネット厚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。したがって、ガーネット厚膜
の飽和磁化４πＭｓが低いとＨｓも低くなり、使用する
永久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。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【００２１】高純度の酸化ガドリニウムＧｄ2Ｏ3、酸化
イッテルビウムＹｂ2Ｏ3、酸化第二鉄Ｆｅ2Ｏ3、酸化ア
ルミニウムＡｌ2Ｏ3、酸化ガドリニウムＧａ2Ｏ3、及び
酸化鉛ＰｂＯ、酸化ビスマスＢｉ2Ｏ3、酸化硼素Ｂ2Ｏ3
の粉末を使用し、ＰｂＯ−Ｂｉ2Ｏ3−Ｂ2Ｏ3系をフラッ
クスとして、ＬＰＥ法にて、ＳＧＧＧ基板（格子定数ａ
＝１２.４９６オングストローム）に、主成分比がＧｄ
1.8Ｙｂ0.2Ｂｉ1.0Ｆｅ 5-x-yＡｌxＧａyＯ12（ｘ＝０.
４〜０.５、ｙ＝０〜０.２５）のガーネット厚膜を６０
０〜６５０μｍ育成した。
イッテルビウムＹｂ2Ｏ3、酸化第二鉄Ｆｅ2Ｏ3、酸化ア
ルミニウムＡｌ2Ｏ3、酸化ガドリニウムＧａ2Ｏ3、及び
酸化鉛ＰｂＯ、酸化ビスマスＢｉ2Ｏ3、酸化硼素Ｂ2Ｏ3
の粉末を使用し、ＰｂＯ−Ｂｉ2Ｏ3−Ｂ2Ｏ3系をフラッ
クスとして、ＬＰＥ法にて、ＳＧＧＧ基板（格子定数ａ
＝１２.４９６オングストローム）に、主成分比がＧｄ
1.8Ｙｂ0.2Ｂｉ1.0Ｆｅ 5-x-yＡｌxＧａyＯ12（ｘ＝０.
４〜０.５、ｙ＝０〜０.２５）のガーネット厚膜を６０
０〜６５０μｍ育成した。
【００２２】次に、これらの試料の基板を除去し、酸素
濃度５０％、１０６０℃、２０時間の熱処理の後、両面
を研磨により鏡面に仕上げ、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
試料板を作製した。なお、上述した組成は、これらの試
料の両面について、３点ずつＥＰＭＡ分析を行い、その
平均値として求めたものである。
濃度５０％、１０６０℃、２０時間の熱処理の後、両面
を研磨により鏡面に仕上げ、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
試料板を作製した。なお、上述した組成は、これらの試
料の両面について、３点ずつＥＰＭＡ分析を行い、その
平均値として求めたものである。
【００２３】次に、これらの試料板にスパッタ膜による
無反射コートを施し、電磁石を用いて波長１.５５μｍ
における、透過率が飽和に達する最小の印加磁界Ｈｓと
ファラデー回転能θＦ、−４０〜＋８５℃における４５
ｄｅｇあたりのファラデー回転の温度変化率、絶対値θ
Ｆ／Ｔ及び飽和磁場を求めた。なお、本実施例で示した
ガーネット厚膜の挿入損失は、すべて０.０４〜０.０５
ｄＢであった。
無反射コートを施し、電磁石を用いて波長１.５５μｍ
における、透過率が飽和に達する最小の印加磁界Ｈｓと
ファラデー回転能θＦ、−４０〜＋８５℃における４５
ｄｅｇあたりのファラデー回転の温度変化率、絶対値θ
Ｆ／Ｔ及び飽和磁場を求めた。なお、本実施例で示した
ガーネット厚膜の挿入損失は、すべて０.０４〜０.０５
ｄＢであった。
【００２４】その結果を図１（ａ）に示す。図１（ａ）
に示すように、Ａｌ量とＧａ量の和ｘ＋ｙ≦０.６にお
いて絶対値θＦ／Ｔ≦０.０８ｄｅｇ／℃であることが
わかる。
に示すように、Ａｌ量とＧａ量の和ｘ＋ｙ≦０.６にお
いて絶対値θＦ／Ｔ≦０.０８ｄｅｇ／℃であることが
わかる。
【００２５】次に、絶対値θＦ／Ｔ≦０.０８ｄｅｇ／
℃のガーネット厚膜について、ｙの増加にともなう
θＦ、４πＭｓ（Ｈｓ）の挙動を、図１（ｂ）及び図１
（ｃ）に示す。図１（ｂ）より、θＦは若干増加するこ
とがわかる。図１（ｃ）より、Ｈｓは減少することがわ
かる。
℃のガーネット厚膜について、ｙの増加にともなう
θＦ、４πＭｓ（Ｈｓ）の挙動を、図１（ｂ）及び図１
（ｃ）に示す。図１（ｂ）より、θＦは若干増加するこ
とがわかる。図１（ｃ）より、Ｈｓは減少することがわ
かる。
【００２６】次に、磁化反転温度はｙ≦０.１５では、
ｘ＝０.４及び０.５とも−４０℃以下であったが、ｙ＝
０.２において、ｘ＝０.４が−３５℃、ｘ＝０.５が−
３８℃と、−４０℃以上となっていた。
ｘ＝０.４及び０.５とも−４０℃以下であったが、ｙ＝
０.２において、ｘ＝０.４が−３５℃、ｘ＝０.５が−
３８℃と、−４０℃以上となっていた。
【００２７】以上の結果より、Ｇａ量は、０＜ｙ≦０.
１５であり、Ａｌ量との和の上限は、ｘ＋ｙ≦０.５５
であることがわかる。
１５であり、Ａｌ量との和の上限は、ｘ＋ｙ≦０.５５
であることがわかる。
【００２８】なお、主成分の一般式における０＜ａ≦
０.５、０.８５≦ｂ≦１.５５、０.１５≦ｘ＋ｙ、Ｂ2
Ｏ3及びＰｂＯが各々０〜４.０ｗｔ％（但し、０を含ま
ず）、９５０〜１１４０℃の範囲、並びに雰囲気の酸素
含有量が１０〜ｌ００％の範囲での熱処理の各々の条件
については、Ｇａ置換量が０＜ｙ≦０.１５と少量であ
ることから、特願２０００−１６９３０８号記載の内容
と同等となり、Ｂ2Ｏ3、ＰｂＯが４ｗｔ％を超えると、
挿入損失が増大した。また、熱処理温度９５０℃未満で
は、温度が低いために組織の均質化が不十分であり、１
１４０℃を超えると、ガーネットの分解（Ｂｉ2Ｏ3の蒸
発）が生じた。また、雰囲気の酸素含有量が１０％未満
であると、ガーネット中の酸素の欠乏により、挿入損失
が増大した。
０.５、０.８５≦ｂ≦１.５５、０.１５≦ｘ＋ｙ、Ｂ2
Ｏ3及びＰｂＯが各々０〜４.０ｗｔ％（但し、０を含ま
ず）、９５０〜１１４０℃の範囲、並びに雰囲気の酸素
含有量が１０〜ｌ００％の範囲での熱処理の各々の条件
については、Ｇａ置換量が０＜ｙ≦０.１５と少量であ
ることから、特願２０００−１６９３０８号記載の内容
と同等となり、Ｂ2Ｏ3、ＰｂＯが４ｗｔ％を超えると、
挿入損失が増大した。また、熱処理温度９５０℃未満で
は、温度が低いために組織の均質化が不十分であり、１
１４０℃を超えると、ガーネットの分解（Ｂｉ2Ｏ3の蒸
発）が生じた。また、雰囲気の酸素含有量が１０％未満
であると、ガーネット中の酸素の欠乏により、挿入損失
が増大した。
【００２９】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、飽和磁場を低減し、かつ、同程度のθＦ／Ｔを維持
し、−４０℃以下の磁化反転温度を有するビスマス置換
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。また、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子を提供すること
ができる。
ば、飽和磁場を低減し、かつ、同程度のθＦ／Ｔを維持
し、−４０℃以下の磁化反転温度を有するビスマス置換
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。また、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子を提供すること
ができる。
【図１】本発明の実施例のＧｄＢｉ系ガーネット厚膜に
おける、各特性のＧａ量への依存性を示す図。図１
（ａ）は、ＧｄＢｉ系ガーネット厚膜における、ファラ
デー回転の温度係数θＦ／ＴのＧａ量ｙへの依存性を示
す図。図１（ｂ）は、ファラデー回転の温度係数θ
Ｆ／Ｔが０.０８ｄｅｇ／℃以下のＧｄＢｉ系ガーネッ
ト厚膜における、ファラデー回転能θＦのＧａ量ｙへの
依存性を示す図。図１（ｃ）は、ファラデー回転の温度
係数θＦ／Ｔが０.０８ｄｅｇ／℃以下のＧｄＢｉ系ガ
ーネット厚膜における、飽和磁化４πＭｓのＧａ量ｙへ
の依存性を示す図。
おける、各特性のＧａ量への依存性を示す図。図１
（ａ）は、ＧｄＢｉ系ガーネット厚膜における、ファラ
デー回転の温度係数θＦ／ＴのＧａ量ｙへの依存性を示
す図。図１（ｂ）は、ファラデー回転の温度係数θ
Ｆ／Ｔが０.０８ｄｅｇ／℃以下のＧｄＢｉ系ガーネッ
ト厚膜における、ファラデー回転能θＦのＧａ量ｙへの
依存性を示す図。図１（ｃ）は、ファラデー回転の温度
係数θＦ／Ｔが０.０８ｄｅｇ／℃以下のＧｄＢｉ系ガ
ーネット厚膜における、飽和磁化４πＭｓのＧａ量ｙへ
の依存性を示す図。
Ａ Ａｌ量ｘ＝０.４
Ｂ Ａｌ量ｘ＝０.５
Claims (3)
- 【請求項１】 ガーネット単結晶上に、液相エピタキシ
ャル成長法により育成されたＧｄ、Ｙｂ、Ｆｅ、Ａｌ及
びＧａを主成分とするビスマス置換型ガーネット厚膜材
料であって、主成分組成が、一般式Ｇｄ3-a-bＹｂaＢｉ
bＦｅ5-x-yＡｌxＧａyＯ12（但し、０＜ａ≦０.５、０.
８５≦ｂ≦１.５５、０.１５≦ｘ＋ｙ≦０.５５、０＜
ｙ≦０.１５）で表され、かつ、０〜４.０ｗｔ％（但
し、０を含まず）の酸化硼素（Ｂ2Ｏ3）、及び０〜４.
０ｗｔ％（但し、０を含まず）の酸化鉛（ＰｂＯ）を含
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。 - 【請求項２】 置換型ガドリニウム・ガリウム・ガーネ
ット（Ｇｄ、Ｃａ） 3（Ｇａ、Ｍｇ、Ｚｒ）5Ｏ12単結晶
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。 - 【請求項３】 請求項１記載のビスマス置換型ガーネッ
ト厚膜材料から実質的になることを特徴とするファラデ
ー回転子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001219988A JP2003034596A (ja) | 2001-07-19 | 2001-07-19 | ビスマス置換型ガーネット厚膜材料、その製造方法及びファラデー回転子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001219988A JP2003034596A (ja) | 2001-07-19 | 2001-07-19 | ビスマス置換型ガーネット厚膜材料、その製造方法及びファラデー回転子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003034596A true JP2003034596A (ja) | 2003-02-07 |
Family
ID=19053879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001219988A Pending JP2003034596A (ja) | 2001-07-19 | 2001-07-19 | ビスマス置換型ガーネット厚膜材料、その製造方法及びファラデー回転子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003034596A (ja) |
-
2001
- 2001-07-19 JP JP2001219988A patent/JP2003034596A/ja active Pending
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