JP2816370B2 - 磁気光学材料 - Google Patents
磁気光学材料Info
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Description
【発明の詳細な説明】 （発明の属する技術分野） 本発明は磁気光学材料、さらに詳細には可視光波長領
域における磁気光学素子用材料として有用な大きなファ
ラデー効果を有する磁気光学材料に関するものである。
域における磁気光学素子用材料として有用な大きなファ
ラデー効果を有する磁気光学材料に関するものである。
（従来の技術および問題点） 0.6μｍから0.8μｍまでの可視光から近赤外光にかけ
ての波長領域で発振する半導体レーザが最近実用化さ
れ、この波長帯における磁気光学素子の必要性が高くな
っている。磁気光学素子用材料としては、従来、Y3Fe5O
12あるいはGd3Ga5O12などのガーネット系材料が知られ
ている。
ての波長領域で発振する半導体レーザが最近実用化さ
れ、この波長帯における磁気光学素子の必要性が高くな
っている。磁気光学素子用材料としては、従来、Y3Fe5O
12あるいはGd3Ga5O12などのガーネット系材料が知られ
ている。
しかしこの材料は0.8μｍ以上の近赤外波長領域にお
いての使用に限られており、それより短い波長領域では
吸収係数が大きくなるため性能が低下する。可視光波長
領域では光の吸収損失が小さいことからファラデーガラ
スやZnSeなどのII−VI族化合物半導体が使用されてい
る。これらの材料のファラデー効果はガーネット系材料
に比較して極めて小さいので、素子長が長くなる欠点が
あった。これらの材料よりも大きなファラデー効果を有
する材料としてCdTeのCdの一部をMnで置き換えた化合
物、すなわち組成式、Cd1-YMnYTe（０＜Ｙ≦0.77）で表
される希薄磁性半導体が注目されている。
いての使用に限られており、それより短い波長領域では
吸収係数が大きくなるため性能が低下する。可視光波長
領域では光の吸収損失が小さいことからファラデーガラ
スやZnSeなどのII−VI族化合物半導体が使用されてい
る。これらの材料のファラデー効果はガーネット系材料
に比較して極めて小さいので、素子長が長くなる欠点が
あった。これらの材料よりも大きなファラデー効果を有
する材料としてCdTeのCdの一部をMnで置き換えた化合
物、すなわち組成式、Cd1-YMnYTe（０＜Ｙ≦0.77）で表
される希薄磁性半導体が注目されている。
Cd1-YMnYTeのファラデー効果の大きさを表すヴェルデ
定数はMn量が多いほど大きく、またエネルギーギャップ
近傍の波長で大きくなる。ところがこの材料のエネルギ
ーギャップはMn量が減少するとともに2.58eVから1.53eV
へと小さくなる。このため長い波長においてこの材料を
使用する場合は、Mn量の少ない組成で使うことになるた
めヴェルデ定数が大幅に低下し、磁気光学材料としての
有用性が失われる欠点があった。
定数はMn量が多いほど大きく、またエネルギーギャップ
近傍の波長で大きくなる。ところがこの材料のエネルギ
ーギャップはMn量が減少するとともに2.58eVから1.53eV
へと小さくなる。このため長い波長においてこの材料を
使用する場合は、Mn量の少ない組成で使うことになるた
めヴェルデ定数が大幅に低下し、磁気光学材料としての
有用性が失われる欠点があった。
（発明の目的） 本発明は、上記のCd1-YMnYTeの欠点を解決したもので
あり、エネルギーギャップが小さくても大きなヴェルデ
定数を有する磁気光学材料を提供することを目的とす
る。
あり、エネルギーギャップが小さくても大きなヴェルデ
定数を有する磁気光学材料を提供することを目的とす
る。
（発明の構成） （発明の概要） この目的を達成するため、本発明の磁気光学材料は、
組成式CdXMnYHgZTe（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１）で表される化合
物の組成が（Ｘ＝0.5、Ｙ＝0.45、Ｚ＝0.05）、（Ｘ＝
0.2、Ｙ＝0.45、Ｚ＝0.35）、（Ｘ＝0.2、Ｙ＝0.75、Ｚ
＝0.05）の各組成に囲まれた範囲内にあり、かつ閃亜鉛
鉱型単相であることを特徴とする。
組成式CdXMnYHgZTe（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１）で表される化合
物の組成が（Ｘ＝0.5、Ｙ＝0.45、Ｚ＝0.05）、（Ｘ＝
0.2、Ｙ＝0.45、Ｚ＝0.35）、（Ｘ＝0.2、Ｙ＝0.75、Ｚ
＝0.05）の各組成に囲まれた範囲内にあり、かつ閃亜鉛
鉱型単相であることを特徴とする。
（発明の具体的説明） 本発明は、CdXMnYHgZTeのエネルギーギャップがこの
化合物と同量のMnを含有するCd1-YMnYTeの値よりも小さ
くなるにもかかわらず、ヴェルデ定数がCd1-YMnYTeの値
と同等かもしくはそれに近い値を有するという発見に基
づいている。
化合物と同量のMnを含有するCd1-YMnYTeの値よりも小さ
くなるにもかかわらず、ヴェルデ定数がCd1-YMnYTeの値
と同等かもしくはそれに近い値を有するという発見に基
づいている。
Cd1-YMnYTe（０≦Ｙ≦0.77）の結晶構造とHg1-YMnYTe
（０≦Ｙ≦0.75）の結晶構造は互いに同じ閃亜鉛鉱型で
あり、格子定数はそれぞれ6.38Å〜6.48Åと6.37Å〜6.
46Åの範囲にあり、互いに近い。
（０≦Ｙ≦0.75）の結晶構造は互いに同じ閃亜鉛鉱型で
あり、格子定数はそれぞれ6.38Å〜6.48Åと6.37Å〜6.
46Åの範囲にあり、互いに近い。
このため、Cd1-YMnYTeのCdの一部にHgを置換したCdXM
nYHgZTeの結晶構造は閃亜鉛鉱型であり、この化合物の
格子定数とCd1-YMnYTeの格子定数との差は小さい。この
ようなCdXMnYHgZTeのヴェルデ定数のフォトンエネルギ
ースペクトルは、Cd1-YMnYTeのスペクトルと同様であ
り、両化合物のMn量が同一であればヴェルデ定数は互い
に近い値を有する。一方、Cd1-YMnYTeとHg1-YMnYTeのエ
ネルギーギャップはそれぞれ1.53eV〜2.58eVと−0.15eV
〜2.14eVの範囲にあり、両化合物のMn量が同一であれ
ば、Hg1-YMnYTeのエネルギーギャップは、Cd1-YMnYTeの
値よりも小さい。
nYHgZTeの結晶構造は閃亜鉛鉱型であり、この化合物の
格子定数とCd1-YMnYTeの格子定数との差は小さい。この
ようなCdXMnYHgZTeのヴェルデ定数のフォトンエネルギ
ースペクトルは、Cd1-YMnYTeのスペクトルと同様であ
り、両化合物のMn量が同一であればヴェルデ定数は互い
に近い値を有する。一方、Cd1-YMnYTeとHg1-YMnYTeのエ
ネルギーギャップはそれぞれ1.53eV〜2.58eVと−0.15eV
〜2.14eVの範囲にあり、両化合物のMn量が同一であれ
ば、Hg1-YMnYTeのエネルギーギャップは、Cd1-YMnYTeの
値よりも小さい。
このため、一般の混晶半導体の場合と同様に、CdXMnY
HgZTeのエネルギーギャップはCd1-YMnYTeの値よりも小
さい。
HgZTeのエネルギーギャップはCd1-YMnYTeの値よりも小
さい。
CdXMnYHgZTeのこれらの特性は同時に現れるので本化
合物は長波長側において、Cd1-YMnYTeと同様の大きなヴ
ェルデ定数を示す。
合物は長波長側において、Cd1-YMnYTeと同様の大きなヴ
ェルデ定数を示す。
CdXMnYHgZTeのヴェルデ定数はエネルギーギャップ付
近の波長で極大を示す。しかしこの波長では光の吸収損
失が大きいので材料利用のためのヴェルデ定数として実
質的な表現ではない。そこで以下の説明におけるヴェル
デ定数は光が透過する波長での値として極大値の1/2の
値で表す。
近の波長で極大を示す。しかしこの波長では光の吸収損
失が大きいので材料利用のためのヴェルデ定数として実
質的な表現ではない。そこで以下の説明におけるヴェル
デ定数は光が透過する波長での値として極大値の1/2の
値で表す。
CdXMnYHgZTe（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１）において、Mn量が0.4
5より少ない化合物では、ヴェルデ定数が約0.15deg/Oe
・cmよりも小さく、5dB/cmの吸収損失および1.5kOeの外
部磁界のもとでは性能指数がアイソレータ用材料の目安
である45deg/dBより小さいため、本化合物を用いる効果
がない。
5より少ない化合物では、ヴェルデ定数が約0.15deg/Oe
・cmよりも小さく、5dB/cmの吸収損失および1.5kOeの外
部磁界のもとでは性能指数がアイソレータ用材料の目安
である45deg/dBより小さいため、本化合物を用いる効果
がない。
Cd量が0.2よりも少ない場合およびMn量が0.75よりも
多い場合は、CdXMnYHgZTe中に閃亜鉛鉱型結晶の他にMnT
eが異相として混在するため光の吸収損失が大きい。こ
のことからこれらの組成からなる化合物は磁気光学素子
用の材料として適さない。
多い場合は、CdXMnYHgZTe中に閃亜鉛鉱型結晶の他にMnT
eが異相として混在するため光の吸収損失が大きい。こ
のことからこれらの組成からなる化合物は磁気光学素子
用の材料として適さない。
以上のことからエネルギーギャップが小さくても大き
なヴェルデ定数を有し、磁気光学素子用材料として有用
なCdXMnYHgZTeの組成はCdXMnYHgZTe（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１）
で表される化合物の組成が（Ｘ＝0.5、Ｙ＝0.45、Ｚ＝
0.05）、（Ｘ＝0.2、Ｙ＝0.45、Ｚ＝0.35）、（Ｘ＝0.
2、Ｙ＝0.75、Ｚ＝0.05）の各組成に囲まれた範囲内で
ある。
なヴェルデ定数を有し、磁気光学素子用材料として有用
なCdXMnYHgZTeの組成はCdXMnYHgZTe（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１）
で表される化合物の組成が（Ｘ＝0.5、Ｙ＝0.45、Ｚ＝
0.05）、（Ｘ＝0.2、Ｙ＝0.45、Ｚ＝0.35）、（Ｘ＝0.
2、Ｙ＝0.75、Ｚ＝0.05）の各組成に囲まれた範囲内で
ある。
第１図に本発明の磁気光学材料の組成範囲を三角ダイ
ヤグラムとして表示した。図中、斜線部分が上記組成範
囲である。
ヤグラムとして表示した。図中、斜線部分が上記組成範
囲である。
（実施例） 真空蒸着装置の中でサファイアＣ面の基板を、250℃
に加温し、この基板上にCdTe、MnTeおよびHgTeを同時に
蒸着することによりCdXMnYHgZTeを製造した。組成は各
原料の蒸発速度を調節することにより変えた。
に加温し、この基板上にCdTe、MnTeおよびHgTeを同時に
蒸着することによりCdXMnYHgZTeを製造した。組成は各
原料の蒸発速度を調節することにより変えた。
上記の方法で製造した試料の組成、エネルギーギャッ
プ、ヴェルデ定数および相状態を第１表に示す。
プ、ヴェルデ定数および相状態を第１表に示す。
試料No.4、５、６、８、９および11は本発明の実施例
であり、試料No.1、２、３、７、10および12は比較例で
ある。
であり、試料No.1、２、３、７、10および12は比較例で
ある。
Mnを0.2および0.35を含有する試料No.1および試料No.
3の比較例では、ヴェルデ定数が0.15deg/Oe・cmよりも
小さいので有用性が小さい。
3の比較例では、ヴェルデ定数が0.15deg/Oe・cmよりも
小さいので有用性が小さい。
これに対してMnを0.45もしくはそれ以上含有する試料
No.2および試料No.4〜試料No.12の試料の場合は、0.15d
eg/Oe・cm以上の大きな値を有する。
No.2および試料No.4〜試料No.12の試料の場合は、0.15d
eg/Oe・cm以上の大きな値を有する。
これらのことからMn量が0.4よりも多い場合にヴェル
デ定数が0.15deg/Oe・cmより大きくなることを確認し
た。
デ定数が0.15deg/Oe・cmより大きくなることを確認し
た。
試料No.1および２はHg量がゼロで、Mn量を変えた場合
の比較例である。Mn量が0.2の試料のエネルギーギャッ
プはMn量が0.45の試料のエネルギーギャップより小さ
く、ヴェルデ定数は約1/2である。これに対してMn量を
0.45と一定とし、Hg量を増加した場合は、試料No.4、
５、６の実施例および試料No.7の比較例に示したよう
に、エネルギーギャップが2.1eVもしくはそれよりも小
さくなり、しかもヴェルデ定数はHgを置換する前の試料
の値と同様もしくはそれに近い値である。
の比較例である。Mn量が0.2の試料のエネルギーギャッ
プはMn量が0.45の試料のエネルギーギャップより小さ
く、ヴェルデ定数は約1/2である。これに対してMn量を
0.45と一定とし、Hg量を増加した場合は、試料No.4、
５、６の実施例および試料No.7の比較例に示したよう
に、エネルギーギャップが2.1eVもしくはそれよりも小
さくなり、しかもヴェルデ定数はHgを置換する前の試料
の値と同様もしくはそれに近い値である。
これらのことからCd1-YMnYTeのCdの一部にHgを置換す
ることにより長波長側においても大きなヴェルデ定数を
有することを確認した。
ることにより長波長側においても大きなヴェルデ定数を
有することを確認した。
Cd量が0.20である試料No.7、10および12の比較例の各
試料にはMnTeの異相が混在するため光の吸収損失が大き
く、磁気光学素子用材料として適さない。これに対して
Cd量が0.2より多く、かつMn量が0.45〜0.7の範囲にある
試料No.4、５、６、８、９および11の実施例の各試料は
閃亜鉛鉱型単相の化合物であるため吸収損失が小さい。
試料にはMnTeの異相が混在するため光の吸収損失が大き
く、磁気光学素子用材料として適さない。これに対して
Cd量が0.2より多く、かつMn量が0.45〜0.7の範囲にある
試料No.4、５、６、８、９および11の実施例の各試料は
閃亜鉛鉱型単相の化合物であるため吸収損失が小さい。
以上の各実施例および比較例から、組成式CdXMnYHgZT
e（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１）で表される化合物において、Mn量
が同一であれば、エネルギーギャップが小さくてもHgを
含有しない化合物と同様、もしくはそれに近い大きなヴ
ェルデ定数を有する単相の化合物の組成は（Ｘ＝0.6、
Ｙ＝0.4、Ｚ＝０）、（Ｘ＝0.2、Ｙ＝0.4、Ｚ＝0.4）、
（Ｘ＝0.2、Ｙ＝0.75、Ｚ＝0.05）および（Ｘ＝0.25、
Ｙ＝0.75、Ｚ＝０）の各組成で囲まれた範囲内にあるこ
とを確認した。
e（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１）で表される化合物において、Mn量
が同一であれば、エネルギーギャップが小さくてもHgを
含有しない化合物と同様、もしくはそれに近い大きなヴ
ェルデ定数を有する単相の化合物の組成は（Ｘ＝0.6、
Ｙ＝0.4、Ｚ＝０）、（Ｘ＝0.2、Ｙ＝0.4、Ｚ＝0.4）、
（Ｘ＝0.2、Ｙ＝0.75、Ｚ＝0.05）および（Ｘ＝0.25、
Ｙ＝0.75、Ｚ＝０）の各組成で囲まれた範囲内にあるこ
とを確認した。
（発明の効果） 以上説明したようにCd1-YMnYTeのCdの一部をHgで置換
したCdXMnYHgZTeは、エネルギーギャップがCd1-YMnYTe
の値より小さくなっても、大きなヴェルデ定数を保持す
る。このことから磁気光学素子の素子長が短く、素子を
小型にできる利点がある。この大きなヴェルデ定数の保
持効果は可視光半導体レーザの発振波長でも有効である
ので、本発明の化合物は磁気光学素子用材料としての有
用性が高い。
したCdXMnYHgZTeは、エネルギーギャップがCd1-YMnYTe
の値より小さくなっても、大きなヴェルデ定数を保持す
る。このことから磁気光学素子の素子長が短く、素子を
小型にできる利点がある。この大きなヴェルデ定数の保
持効果は可視光半導体レーザの発振波長でも有効である
ので、本発明の化合物は磁気光学素子用材料としての有
用性が高い。
第１図は本発明のCdXMnYHgZTeの組成範囲である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−123814（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−198005（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−223719（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02F 1/09 - 1/095 G02B 27/28 G01R 15/24 G01R 33/032 H01F 10/28 G11B 11/10 501 C22C 30/00 C30B 29/46 C01G 45/00 ＣＡ（ＳＴＮ) ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ)
Claims (1)
- 【請求項１】組成式CdXMnYHgZTe（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１）で
表される化合物の組成が（Ｘ＝0.5、Ｙ＝0.45、Ｚ＝0.0
5）、（Ｘ＝0.2、Ｙ＝0.45、Ｚ＝0.35）、（Ｘ＝0.2、
Ｙ＝0.75、Ｚ＝0.05）の各組成に囲まれた範囲内にあ
り、かつ閃亜鉛鉱型単相であることを特徴とする磁気光
学材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2414990A JP2816370B2 (ja) | 1990-02-02 | 1990-02-02 | 磁気光学材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2414990A JP2816370B2 (ja) | 1990-02-02 | 1990-02-02 | 磁気光学材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03229217A JPH03229217A (ja) | 1991-10-11 |
| JP2816370B2 true JP2816370B2 (ja) | 1998-10-27 |
Family
ID=12130281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2414990A Expired - Fee Related JP2816370B2 (ja) | 1990-02-02 | 1990-02-02 | 磁気光学材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2816370B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994017437A1 (fr) * | 1993-01-25 | 1994-08-04 | Tokin Corporation | Element magneto-optique |
| JPH06222310A (ja) * | 1993-01-25 | 1994-08-12 | Tokin Corp | 磁気光学素子 |
| EP0686711B1 (en) * | 1993-12-22 | 2002-06-05 | Tokin Corporation | Method for manufacturing a magneto-optical device |
-
1990
- 1990-02-02 JP JP2414990A patent/JP2816370B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03229217A (ja) | 1991-10-11 |
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Legal Events
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