JP2779058B2 - 静磁波フィルタ - Google Patents
静磁波フィルタInfo
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- JP2779058B2 JP2779058B2 JP28779590A JP28779590A JP2779058B2 JP 2779058 B2 JP2779058 B2 JP 2779058B2 JP 28779590 A JP28779590 A JP 28779590A JP 28779590 A JP28779590 A JP 28779590A JP 2779058 B2 JP2779058 B2 JP 2779058B2
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- Japan
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- magnetostatic wave
- wave filter
- ghz
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- garnet
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は静磁波素子、特には周波数0.8GHz〜数10GHz
の準マイクロ波帯〜マイクロ波帯で用いられる静磁波を
利用するフィルタに関するものである。
の準マイクロ波帯〜マイクロ波帯で用いられる静磁波を
利用するフィルタに関するものである。
（従来の技術） 周波数0.8GHz〜数10GHzの準マイクロ波帯〜マイクロ
波帯で使用されるフィルタについてはY3Fe5O12（YIG）
または（BiYFe）8O12よりなる磁性膜を用いたものが提
案されている。
波帯で使用されるフィルタについてはY3Fe5O12（YIG）
または（BiYFe）8O12よりなる磁性膜を用いたものが提
案されている。
（発明が解決しようとする課題） しかし、これらの静磁波フィルタは磁性膜の飽和磁化
の温度依存性が大きいためにフィルタの中心周波数が温
度により大きく変化してしまうという問題があると共
に、材料に加わる高周波磁界がある値より大きくなる
と、材料の高周波磁化が飽和する特徴をもっているの
で、扱える電力が小さいという問題がある。
の温度依存性が大きいためにフィルタの中心周波数が温
度により大きく変化してしまうという問題があると共
に、材料に加わる高周波磁界がある値より大きくなる
と、材料の高周波磁化が飽和する特徴をもっているの
で、扱える電力が小さいという問題がある。
（課題を解決するための手段） 本発明者らは、大きな電力が扱え、また中心周波数の
温度依存性の小さな静磁波フィルタを開発すべく種々検
討した結果、液相エピタキシャル法でガーネット基板単
結晶上に育成した酸化物ガーネット磁性膜で、飽和磁
化、膜厚、磁気共鳴半値幅が下記のものを静磁波フィル
タとして用いればれば中心周波数の温度依存性が小さ
く、かつ扱える電力量の大きいものが得らえることを見
出し、周波数0.8GHz以上で飽和入力電力が0dBm移動であ
り、０〜60℃の温度範囲での中心周波数の変化幅が350M
Hz以下である静磁波フィルタの得られることを確認して
本発明を完成させた。
温度依存性の小さな静磁波フィルタを開発すべく種々検
討した結果、液相エピタキシャル法でガーネット基板単
結晶上に育成した酸化物ガーネット磁性膜で、飽和磁
化、膜厚、磁気共鳴半値幅が下記のものを静磁波フィル
タとして用いればれば中心周波数の温度依存性が小さ
く、かつ扱える電力量の大きいものが得らえることを見
出し、周波数0.8GHz以上で飽和入力電力が0dBm移動であ
り、０〜60℃の温度範囲での中心周波数の変化幅が350M
Hz以下である静磁波フィルタの得られることを確認して
本発明を完成させた。
本発明は、液相エピタキシャル法によりガーネット基
板単結晶上に育成される一般式が（LaY）３（FeGa）5O
12または（BiY）３（FeGa）5O12で示され、膜厚が20μ
ｍ以上で、磁気共鳴半値幅（ΔＨ）が周波数9.2GHzにお
いて1.0≦ΔＨ≦4.0 Oeで、飽和磁化が1,000G以下であ
る酸化物ガーネット磁性膜を用いてなることを特徴とす
る静磁波フィルタを要旨とするものである。
板単結晶上に育成される一般式が（LaY）３（FeGa）5O
12または（BiY）３（FeGa）5O12で示され、膜厚が20μ
ｍ以上で、磁気共鳴半値幅（ΔＨ）が周波数9.2GHzにお
いて1.0≦ΔＨ≦4.0 Oeで、飽和磁化が1,000G以下であ
る酸化物ガーネット磁性膜を用いてなることを特徴とす
る静磁波フィルタを要旨とするものである。
以下にこれをさらに詳述する。
（作用） 本発明の静磁波フィルタは一般式（LaY）３（FeGa）5
O12または（BiY）３（FeGa）5O12で示される酸化物ガー
ネット磁性膜からなものであり、この酸化物ガーネット
磁性膜はガーネット基板単結晶上に液相エピタキシャル
法で育成させることによって得られる。
O12または（BiY）３（FeGa）5O12で示される酸化物ガー
ネット磁性膜からなものであり、この酸化物ガーネット
磁性膜はガーネット基板単結晶上に液相エピタキシャル
法で育成させることによって得られる。
ガーネット基板単結晶はGd2O3、Sm2O3、Nd2O3または
必要に応じGaO、MgO、ZrO2、Y2O3などの置換材を所定量
のGa2O3と共にルツボに仕込み、高周波誘導で各々の融
点以上に加熱して溶融したのち、この融液からチョクラ
ルスキー法で引上げることによって得られるガドリニウ
ム・ガリウム・ガーネット（以下GGGと略記する）、サ
マリウム・ガリウム・ガーネット、ネオジム・ガリウム
・ガーネットまたはGGGの一部をCa、Mg、Zr、Ｙの少な
くとも１種で置換したGGG径のSOG、NOG、YOG［いずれも
信越化学工業（株）製商品名］から選択すればよい。
必要に応じGaO、MgO、ZrO2、Y2O3などの置換材を所定量
のGa2O3と共にルツボに仕込み、高周波誘導で各々の融
点以上に加熱して溶融したのち、この融液からチョクラ
ルスキー法で引上げることによって得られるガドリニウ
ム・ガリウム・ガーネット（以下GGGと略記する）、サ
マリウム・ガリウム・ガーネット、ネオジム・ガリウム
・ガーネットまたはGGGの一部をCa、Mg、Zr、Ｙの少な
くとも１種で置換したGGG径のSOG、NOG、YOG［いずれも
信越化学工業（株）製商品名］から選択すればよい。
ガーネット基板単結晶への酸化物ガーネット磁性膜の
育成は例えば白金ルツボの中にY2O3、Fe2O3、Bi2O3、La
2O3、Gd2O3、Ga2O3をフラックス成分のPbO、B2O3と仕込
み、1,100〜1,200℃に加熱して溶融したのち、この中に
上記のガーネット基板単結晶を浸漬し、過冷却状態から
液相エピタキシャル法で育成させればよい。
育成は例えば白金ルツボの中にY2O3、Fe2O3、Bi2O3、La
2O3、Gd2O3、Ga2O3をフラックス成分のPbO、B2O3と仕込
み、1,100〜1,200℃に加熱して溶融したのち、この中に
上記のガーネット基板単結晶を浸漬し、過冷却状態から
液相エピタキシャル法で育成させればよい。
酸化物ガーネット磁性膜は、膜厚が20μｍ未満では飽
和しやすくなるので20μｍ以上とすることが必要であ
り、周波数9.2GHzにおける磁気共鳴半値幅（ΔＨ）は1.
0 Oe未満では飽和しやすくなり、4.0 Oeを超えると挿入
損失が大となるので、1.0≦ΔＨ≦4.0 Oeとなるように
することが必要である。共鳴半値幅（ΔＨ）はGa元素の
添加量を選択することによってその範囲とすればよい。
和しやすくなるので20μｍ以上とすることが必要であ
り、周波数9.2GHzにおける磁気共鳴半値幅（ΔＨ）は1.
0 Oe未満では飽和しやすくなり、4.0 Oeを超えると挿入
損失が大となるので、1.0≦ΔＨ≦4.0 Oeとなるように
することが必要である。共鳴半値幅（ΔＨ）はGa元素の
添加量を選択することによってその範囲とすればよい。
また温度特性を良くするということから飽和磁化は1,
000G以下とすることが必要である。
000G以下とすることが必要である。
本発明の静磁波フィルタは膜厚、磁気共鳴半値幅およ
び飽和磁化が上記の範囲の酸化物ガーネット磁性膜をチ
ップ化して、第１図に示すように配置することによって
作製される。
び飽和磁化が上記の範囲の酸化物ガーネット磁性膜をチ
ップ化して、第１図に示すように配置することによって
作製される。
この静磁波フィルタは入力電力を増加していくと挿入
損失が増加する飽和現象が起こり難く、周波数0.8GHz以
上の飽和入力電力が0dBm以上、例えば0.5〜16.0dBmとな
り、扱える電力が従来品に比べて著しく大きくなり、ま
た０〜60℃の温度範囲での中心周波数の変化幅が350MHz
以下であるという効果が得られるので、このフィルター
は例えば0.8GHzから数10GHzの準マイクロ波帯からマイ
クロ波帯で使用された場合、小型でかつ大電力が得ら
れ、また周波数の温度依存性が小さく、工業的に極めて
有用性である。
損失が増加する飽和現象が起こり難く、周波数0.8GHz以
上の飽和入力電力が0dBm以上、例えば0.5〜16.0dBmとな
り、扱える電力が従来品に比べて著しく大きくなり、ま
た０〜60℃の温度範囲での中心周波数の変化幅が350MHz
以下であるという効果が得られるので、このフィルター
は例えば0.8GHzから数10GHzの準マイクロ波帯からマイ
クロ波帯で使用された場合、小型でかつ大電力が得ら
れ、また周波数の温度依存性が小さく、工業的に極めて
有用性である。
（実施例） つぎに本発明の実施例および比較例をあげるが、例中
における磁気共鳴半値幅（ΔＨ）は、強磁性共鳴装置
（FMR）を用い、破壊測定により周波数9.2GHzで求め、
飽和磁化は振動子法（VSM）により求め、また静磁波フ
ィルターの入出力特性はネットワークアナライザーによ
り求めたものである。
における磁気共鳴半値幅（ΔＨ）は、強磁性共鳴装置
（FMR）を用い、破壊測定により周波数9.2GHzで求め、
飽和磁化は振動子法（VSM）により求め、また静磁波フ
ィルターの入出力特性はネットワークアナライザーによ
り求めたものである。
実施例１〜６、比較例 目的とする酸化物ガーネット磁性膜を育成するための
ガーネット基板単結晶として、格子定数が12.383Åで厚
さが500μｍ、直径３インチのGGG結晶板とこのGGG結晶
を構成する元素の一部をＹで置換した格子定数が12.37
Åで厚さが500μｍ、直径３インチのYOG結晶板を用意し
た。
ガーネット基板単結晶として、格子定数が12.383Åで厚
さが500μｍ、直径３インチのGGG結晶板とこのGGG結晶
を構成する元素の一部をＹで置換した格子定数が12.37
Åで厚さが500μｍ、直径３インチのYOG結晶板を用意し
た。
ついで、純度が99.99％以上の所定量のY2O3、Fe2O3、
Bi2O3、La2O3、Ga2O3およびフラックス成分としてのPb
O、B2O3を白金ルツボに仕込み、1,100℃に加熱して溶融
し、この融液から上記したガーネット基板単結晶の上に
液相エピタキシャル法で第１表に示した９種類の酸化物
ガーネット磁性膜を育成させ、分光光度計でその膜厚を
しらべたところ、第１表に示したとおりの結果が得られ
た。
Bi2O3、La2O3、Ga2O3およびフラックス成分としてのPb
O、B2O3を白金ルツボに仕込み、1,100℃に加熱して溶融
し、この融液から上記したガーネット基板単結晶の上に
液相エピタキシャル法で第１表に示した９種類の酸化物
ガーネット磁性膜を育成させ、分光光度計でその膜厚を
しらべたところ、第１表に示したとおりの結果が得られ
た。
ついで、これらの単結晶から1.0×1.0mm角の試料を切
り出し、これを強磁性共鳴装置の9.2GHzの円筒筒キャビ
ティ内に、試料が印加磁界に対して垂直になるようにセ
ットしてその磁気共鳴半値幅（ΔＨ）を測定したとこ
ろ、第１表に示したとおりの結果が得られた。
り出し、これを強磁性共鳴装置の9.2GHzの円筒筒キャビ
ティ内に、試料が印加磁界に対して垂直になるようにセ
ットしてその磁気共鳴半値幅（ΔＨ）を測定したとこ
ろ、第１表に示したとおりの結果が得られた。
つぎにこれらの単結晶から1.2×3.2mmの試料を切り出
し、これを、Au製で電極対数が３で、電極幅が50μｍ、
電極間隔が50μｍであり、送・受信用のトランスジュー
ザの間隔が0.6mmであるパラレルストリップトランスジ
ューザの上に、長辺がトランジューサと平行で、その中
心が２つのトランスジューザの中心線と合致するように
接着して第１図に示した静磁波フィルタを作製した。
し、これを、Au製で電極対数が３で、電極幅が50μｍ、
電極間隔が50μｍであり、送・受信用のトランスジュー
ザの間隔が0.6mmであるパラレルストリップトランスジ
ューザの上に、長辺がトランジューサと平行で、その中
心が２つのトランスジューザの中心線と合致するように
接着して第１図に示した静磁波フィルタを作製した。
次にこのフィルタを小型の電磁石内に入れ、この磁性
膜に対して垂直に最高3,000Gの磁場を加え、周波数と挿
入損失との関係をしらべたところ、第１表の試料NO.1の
試料について第２図に示したような結果が得られた。
膜に対して垂直に最高3,000Gの磁場を加え、周波数と挿
入損失との関係をしらべたところ、第１表の試料NO.1の
試料について第２図に示したような結果が得られた。
また、この第２図において最小の挿入損失を示した周
波数（2.0GHz）において入力する電力を−20dBmから＋2
8dBmまで変化させて挿入損失をしらべ、同様に第１表に
示した試料すべてについてこれを静磁波フィルタとした
ときの入力電力と損失の関係をしらべたところ、第１表
および第３図に示したとおりの結果が得られた。
波数（2.0GHz）において入力する電力を−20dBmから＋2
8dBmまで変化させて挿入損失をしらべ、同様に第１表に
示した試料すべてについてこれを静磁波フィルタとした
ときの入力電力と損失の関係をしらべたところ、第１表
および第３図に示したとおりの結果が得られた。
また比較例として、試料NO.7は飽和入力電力が0.8GHz
で18dBmと大きいが挿入損失が7.9dBと大きくなり、試料
NO.8は0.8GHzにおいて飽和入力電力が−13.5dBmと小さ
く、また試料No.9は挿入損失が0.8GHzにおいて7.6dBと
大きかった。
で18dBmと大きいが挿入損失が7.9dBと大きくなり、試料
NO.8は0.8GHzにおいて飽和入力電力が−13.5dBmと小さ
く、また試料No.9は挿入損失が0.8GHzにおいて7.6dBと
大きかった。
［発明の効果］ 本発明の静磁波フィルターは、周波数0.8GHz以上で、
挿入損失が入力電力を増加させたときに3dB増加すると
きの入力電力が0dBm以上であり、従来のものに比べて大
きな電力が扱える。
挿入損失が入力電力を増加させたときに3dB増加すると
きの入力電力が0dBm以上であり、従来のものに比べて大
きな電力が扱える。
第１図（ａ）は本発明の静磁波フィルタの縦断面図、第
１図（ｂ）はその平面図、第２図は本発明の静磁波フィ
ルタの周波数と挿入損失との関係を示したグラフ、第３
図は本発明の静磁波フィルタの入力電力と挿入損失との
関係を示したものである。
１図（ｂ）はその平面図、第２図は本発明の静磁波フィ
ルタの周波数と挿入損失との関係を示したグラフ、第３
図は本発明の静磁波フィルタの入力電力と挿入損失との
関係を示したものである。
Claims (1)
- 【請求項１】液相エピタキシャル法によりガーネット基
板単結晶上に育成される一般式が（LaY）３（FeGa）5O
12または（BiY）３（FeGa）5O12で示され、膜厚が20μ
ｍ以上で、磁気共鳴半値幅（ΔＨ）が周波数9.2GHzにお
いて1.0≦ΔＨ≦4.0 Oeで、飽和磁化が1,000G以下であ
る酸化物ガーネット磁性膜を用いてなることを特徴とす
る静磁波フィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28779590A JP2779058B2 (ja) | 1990-10-25 | 1990-10-25 | 静磁波フィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28779590A JP2779058B2 (ja) | 1990-10-25 | 1990-10-25 | 静磁波フィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04160913A JPH04160913A (ja) | 1992-06-04 |
| JP2779058B2 true JP2779058B2 (ja) | 1998-07-23 |
Family
ID=17721850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28779590A Expired - Fee Related JP2779058B2 (ja) | 1990-10-25 | 1990-10-25 | 静磁波フィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2779058B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5697015B2 (ja) * | 2010-06-01 | 2015-04-08 | 国立大学法人豊橋技術科学大学 | 磁界の測定方法及びその装置 |
-
1990
- 1990-10-25 JP JP28779590A patent/JP2779058B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04160913A (ja) | 1992-06-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 10 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080508 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090508 Year of fee payment: 11 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |