JP3387341B2 - 表面静磁波デバイス - Google Patents
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- H01F10/08—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers
- H01F10/10—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition
- H01F10/18—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being compounds
- H01F10/20—Ferrites
- H01F10/24—Garnets
- H01F10/245—Modifications for enhancing interaction with electromagnetic wave energy
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁性ガーネット単
結晶膜を用いた表面静磁波デバイスに関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、液相エピタキシャル法によりガー
ネット単結晶基板上に成長させた磁性ガーネット単結晶
膜は、バブルメモリー用や光アイソレーター用の磁性材
料として利用されている。 【０００３】表面静磁波デバイス用の磁性ガーネットに
は、従来、フラックス法や浮遊帯域溶融法などで得られ
た磁性ガーネット単結晶のバルクを球状に加工し、高い
精度で研磨処理されたものが用いられていた。ところ
が、このような球面加工する方法では量産性の高い製造
が容易でなかった。 【０００４】そこで、最近では、表面静磁波デバイスと
して、液相エピタキシャル法により磁性ガーネット単結
晶膜をガーネット単結晶基板上に成長させたものを用い
るようになってきた。これは、この方法によれば磁性ガ
ーネット単結晶膜の品質が良好であること、球状の磁性
ガーネット単結晶のバルクのように球状加工や高精度の
研磨処理が不要なこと、さらにこの結果、デバイスの構
成が単純になるなどの利点があることによる。 【０００５】ところで、磁性ガーネット単結晶膜の磁気
特性の１つである飽和磁化（Ｉｓ）は、表面静磁波デバ
イスの動作周波数に係わるため、動作周波数を下げる場
合には、飽和磁化を下げる手法が一般的にとられる。こ
のために、一般的には、代表的磁性ガーネットであるＹ
3 Ｆｅ5 Ｏ12中のＦｅ3+の一部をＧａ3+又はＡｌ3+など
の非磁性イオンで置換することにより対応されている。
又、それぞれのイオン半径が異なるため、この置換の結
果、ガーネット単結晶基板と磁性ガーネット単結晶膜と
の格子定数のミスマッチ量が大きくなる。このため、結
晶学的な品質を損なわないよう、一般的に、組成式Ｙ3
Ｆｅ5 Ｏ12中Ｙ3+の一部をＬａ3+、Ｂｉ3+など、又はＦ
ｅ3+をＳｃ3+などで置換することにより対応されてい
る。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来
の、液相エピタキシャル法による磁性ガーネット単結晶
膜を用いた表面静磁波デバイスにおいては、挿入損失が
大きくなったり、リップルが現れるなどして、良好な特
性を得ることができないという問題点を有していた。 【０００７】そこで、本発明の目的は、挿入損失が小さ
くリップルが小さい、良好な特性を有する表面静磁波デ
バイスを提供することにある。 【０００８】 【課題を解決するための手段】磁性ガーネット単結晶膜
をＧｄ3 Ｇａ5 Ｏ12などのガーネット単結晶基板上にエ
ピタキシャル成長させる場合において特性上問題となる
点は、ガーネット単結晶基板と磁性ガーネット単結晶膜
との格子定数のミスマッチ量である。 【０００９】従来より、バブルメモリーや、光アイソレ
ーター用材料として、ガーネット単結晶基板上にエピタ
キシャル成長させた磁性ガーネット単結晶膜が用いられ
てきた。そして、この場合の格子定数のミスマッチ量に
ついては、磁気的な特性を制御するために、わざと大き
くして歪みによる応力誘導異方性磁界を発生させたり、
逆に、この磁界が発生しないようにより０に近づけたり
する工夫がなされてきた。 【００１０】当初、本発明者は、表面静磁波デバイス用
の磁性ガーネット単結晶膜においては、一般に強磁性共
鳴半値幅（ΔＨ）のより小さい磁性ガーネット単結晶膜
が望ましいとされているため、これを達成するためには
格子定数のミスマッチ量をほぼ０とした材料が最適と判
断してきた。 【００１１】しかしながら、格子定数のミスマッチ量
と、挿入損失やリップルなどの表面静磁波デバイスとし
たときの特性について詳細な検討を行なった結果、これ
ら表面静磁波デバイスの特性は、ガーネット単結晶基板
と磁性ガーネット単結晶膜との格子定数のミスマッチ量
を０に近づけるのではなく、ある特定範囲のミスマッチ
量を確保すると改善できることを見出だした。 【００１２】即ち、上記目的を達成するため、本発明の
表面静磁波デバイスは、Ｇｄ3 Ｇａ5 Ｏ12単結晶基板上
に液相エピタキシャル法で形成された、一般式Ｙ3-x Ｍ
x Ｆｅ5-y Ｎy Ｏ12（但し、ＭはＬａ、Ｂｉ、Ｌｕ、Ｇ
ｄのうち少なくとも１つ、ＮはＧａ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｃ
のうち少なくとも１つ、０＜ｘ≦１．０、０＜ｙ≦１．
５）で示される単結晶膜であって、該単結晶膜の格子定
数は前記単結晶基板の格子定数より大きく、かつ該格子
定数の差Δａが０．０００４ｎｍ≦Δａ≦０．００１ｎ
ｍの範囲内にある単結晶膜が用いられており、前記単結
晶膜に対して平行に直流磁界が印加されることを特徴と
する。 【００１３】そして、このような構成により、挿入損失
が小さくリップルが小さい、良好な特性を有する表面静
磁波デバイスを得ることができる。 【００１４】これは、以下の理由によるものと考えられ
る。即ち、上記格子定数の差Δａ（即ち、ミスマッチ
量）を有する、磁性ガーネット単結晶膜はＧｄ3 Ｇａ5
Ｏ12単結晶基板よりも大きな格子定数を有することにな
るので、単結晶基板に対して圧縮応力を加えることにな
る。このとき単結晶膜内に歪みが生じるが、これは単結
晶膜の結晶格子を単結晶膜面に対して水平に引き延ばす
形となる。この効果により、例えば表面静磁波のように
単結晶膜に対して水平に直流磁界を印加する場合におい
ては、電子スピンの磁化の方向が直流磁界の方向に回転
することを容易とし、この結果、単結晶膜内の内部磁界
をより均一にする作用があると考えられる。 【００１５】なお、格子定数の差Δａを０. ０００４ｎ
ｍ≦Δａ≦０. ００１ｎｍの範囲内に限定する理由は、
以下の通りである。 【００１６】即ち、格子定数の差Δａが０．００１ｎｍ
を超えると、単結晶膜内の歪みによる異方性磁界の単結
晶膜内不均一が生じ、表面静磁波デバイスとしての特性
の再現が得られなくなり好ましくない。又、単結晶膜内
の歪による誘導磁気異方性が大きくなり、より低周波で
の動作が困難となる。さらに、格子定数の差Δａが大き
くなると、単結晶膜にクラックが生じるようになり好ま
しくない。 【００１７】一方、格子定数の差Δａが０．０００４ｎ
ｍ未満になると、表面静磁波デバイスとしたときの、挿
入損失を小さくリップルを抑えるという効果が得られ難
くなるため好ましくない。又、ウエハー面内からチップ
を切り出して表面静磁波デバイスを作製したときの、挿
入損失やリップルなどの特性上のばらつきが大きい。こ
れらは、上述のような、単結晶膜と単結晶基板との相互
作用が小さくなるためと考えられる。 【００１８】 【発明の実施の形態】以下、本発明の表面静磁波デバイ
スについて、その実施の形態を実施例にもとづいて説明
する。（実施例１）まず、加熱炉内に設置された白金製
の坩堝に、磁性ガーネットを構成する元素の酸化物であ
るＹ2 Ｏ3 を０．３９モル％、Ｆｅ2 Ｏ3 を９．１７モ
ル％、Ｌａ2 Ｏ3 を０．０７モル％、Ｇａ2 Ｏ3 を０．
３７モル％と、溶剤としてのＰｂＯを８４．００モル
％、Ｂ2 Ｏ3 を６．００モル％の比率で充填し、約１２
００℃に加熱溶融して均質化した。その後、この融液を
８８０〜９００℃に降温保持して磁性ガーネット構成溶
液を過飽和とした。 【００１９】その後、この融液に下地基板として（１１
１）面方位のＧｄ3 Ｇａ5 Ｏ12単結晶基板を浸漬し、厚
み２０μｍであって狙い組成式Ｙ2.95Ｌａ0.05Ｆｅ4.55
Ｇａ0.45Ｏ12の磁性ガーネット単結晶膜を作製した。 【００２０】得られた単結晶膜の飽和磁化（Ｉｓ）は
０．１２５Ｗｂ／ｍ2 、強磁性共鳴半値幅（ΔＨ）は５
３．５Ａ／ｍであった。又、単結晶膜と単結晶基板の格
子定数の差｛Δａ＝（単結晶膜の格子定数）−（単結晶
基板の格子定数）｝、即ちミスマッチ量を２結晶法によ
るＸ線ロッキングカーブ法を用いて測定した結果は０．
０００５ｎｍであった。 【００２１】次に、図１に示すように、４×４ｍｍ角の
チップ状に切断した単結晶基板１の磁性ガーネット単結
晶膜２の上に、Ａｌ蒸着により線幅５０μｍのトランス
デューサ３、４を２ｍｍの間隔で形成して表面静磁波デ
バイスを作製した。そして、４４７５Ａ／ｍの直流磁界
（Ｈex）を膜面に平行かつトランスデューサに平行に印
加し、フィルタ特性を測定した。その結果を図２に示
す。 【００２２】なお、図１において、５、６は静磁波の吸
収体、Ｉinはマイクロ波の入力方向、Ｗは表面波（ＭＳ
ＳＷ）の伝播方向、Ｉout はマイクロ波の出力方向であ
る。（実施例２）まず、加熱炉内に設置された白金製の
坩堝に、磁性ガーネットを構成する元素の酸化物である
Ｙ2 Ｏ3 を０．３８モル％、Ｆｅ2 Ｏ3 を９．１７モル
％、Ｌａ2 Ｏ3 を０．０８モル％、Ｇａ2 Ｏ3 を０．３
７モル％と、溶剤としてのＰｂＯを８４．００モル％、
Ｂ2 Ｏ3 を６．００モル％の比率で充填し、約１２００
℃に加熱溶融して均質化した。その後、この融液を８８
０〜９００℃に降温保持して磁性ガーネット構成溶液を
過飽和とした。 【００２３】その後、実施例１と同様に、この融液に下
地基板として（１１１）面方位のＧｄ3 Ｇａ5 Ｏ12単結
晶基板を浸漬し、厚み２０μｍであって狙い組成式Ｙ2.
95Ｌａ0.05Ｆｅ4.55Ｇａ0.45Ｏ12の磁性ガーネット単結
晶膜を作製した。 【００２４】得られた単結晶膜の飽和磁化（Ｉｓ）は
０．１２５Ｗｂ／ｍ2 、強磁性共鳴半値幅（ΔＨ）は６
２．０Ａ／ｍであった。又、単結晶膜について、実施例
１と同様に、格子定数のミスマッチ量を測定した結果は
０．０００９ｎｍであった。 【００２５】次に、実施例１と同様にして、表面静磁波
デバイスを作製し、そのフィルタ特性を測定した。その
結果を図３に示す。（比較例）まず、加熱炉内に設置さ
れた白金製の坩堝に、磁性ガーネットを構成する元素の
酸化物であるＹ2 Ｏ3 を０．４１モル％、Ｆｅ2 Ｏ3 を
９．１７モル％、Ｌａ2 Ｏ3 を０．０５モル％、Ｇａ2
Ｏ3 を０．３７モル％と、溶剤としてのＰｂＯを８４．
００モル％、Ｂ2 Ｏ3 を６．００モル％の比率で充填
し、約１２００℃に加熱溶融して均質化した。その後、
この融液を８８０〜９００℃に降温保持して磁性ガーネ
ット構成溶液を過飽和とした。 【００２６】その後、実施例１と同様に、この融液に下
地基板として（１１１）面方位のＧｄ3 Ｇａ5 Ｏ12単結
晶基板を浸漬し、厚み２０μｍであって狙い組成式Ｙ2.
95Ｌａ0.05Ｆｅ4.55Ｇａ0.45Ｏ12の磁性ガーネット単結
晶膜を作製した。 【００２７】得られた単結晶膜の飽和磁化（Ｉｓ）は
０．１２３Ｗｂ／ｍ2 、強磁性共鳴半値幅（ΔＨ）は８
７．５Ａ／ｍであった。又、単結晶膜について、実施例
１と同様に、格子定数のミスマッチ量を測定した結果は
−０．０００３ｎｍであった。 【００２８】次に、実施例１と同様にして、表面静磁波
デバイスを作製し、そのフィルタ特性を測定した。その
結果を図４に示す。 【００２９】以上、実施例１、２及び比較例の結果を対
比すると、図２、３に示す本発明の表面静磁波デバイス
の場合は、図４に示す比較例と比べて、挿入損失及びリ
ップルが小さいフィルタ特性が得られている。 【００３０】なお、上記実施例においては、組成式Ｙ2.
95Ｌａ0.05Ｆｅ4.55Ｇａ0.45Ｏ12で表される磁性ガーネ
ット単結晶膜の場合について説明したが、本発明はこれ
のみに限定されるものではない。即ち、Ｇｄ3 Ｇａ5 Ｏ
12単結晶基板上に液相エピタキシャル法で形成された、
例えばＹ2.78Ｌａ0.02Ｂｉ0.20Ｆｅ4.50Ｇａ0.50Ｏ12、
Ｙ2.85Ｂｉ0.15Ｆｅ4.30Ｓｃ0.10Ｇａ0.60Ｏ12などの一
般式Ｙ3-x Ｍx Ｆｅ5-y Ｎy Ｏ12（但し、ＭはＬａ、Ｂ
ｉ、Ｌｕ、Ｇｄのうち少なくとも１つ、ＮはＧａ、Ａ
ｌ、Ｉｎ、Ｓｃのうち少なくとも１つ、０＜ｘ≦１．
０、０＜ｙ≦１．５）で表される単結晶膜であって、単
結晶膜の格子定数が単結晶基板の格子定数より大きく、
かつこの格子定数の差Δａが０. ０００４ｎｍ≦Δａ≦
０. ００１ｎｍの範囲内の単結晶膜を用い、単結晶膜に
対して平行に直流磁界が印加される表面静磁波デバイス
についても、同様のフィルタ特性の効果を得ることがで
きる。 【００３１】 【発明の効果】以上の説明で明らかなように、Ｇｄ3 Ｇ
ａ5 Ｏ12単結晶基板とその上に形成された磁性ガーネッ
ト単結晶膜との格子定数の差Δａ｛（単結晶膜の格子定
数）−（単結晶基板の格子定数）｝が０. ０００４ｎｍ
≦Δａ≦０. ００１ｎｍの範囲の単結晶膜を用い、単結
晶膜に対して平行に直流磁界が印加されることにより、
挿入損失が小さくリップルが小さい、良好な特性を有す
る表面静磁波デバイスを得ることができる。
結晶膜を用いた表面静磁波デバイスに関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、液相エピタキシャル法によりガー
ネット単結晶基板上に成長させた磁性ガーネット単結晶
膜は、バブルメモリー用や光アイソレーター用の磁性材
料として利用されている。 【０００３】表面静磁波デバイス用の磁性ガーネットに
は、従来、フラックス法や浮遊帯域溶融法などで得られ
た磁性ガーネット単結晶のバルクを球状に加工し、高い
精度で研磨処理されたものが用いられていた。ところ
が、このような球面加工する方法では量産性の高い製造
が容易でなかった。 【０００４】そこで、最近では、表面静磁波デバイスと
して、液相エピタキシャル法により磁性ガーネット単結
晶膜をガーネット単結晶基板上に成長させたものを用い
るようになってきた。これは、この方法によれば磁性ガ
ーネット単結晶膜の品質が良好であること、球状の磁性
ガーネット単結晶のバルクのように球状加工や高精度の
研磨処理が不要なこと、さらにこの結果、デバイスの構
成が単純になるなどの利点があることによる。 【０００５】ところで、磁性ガーネット単結晶膜の磁気
特性の１つである飽和磁化（Ｉｓ）は、表面静磁波デバ
イスの動作周波数に係わるため、動作周波数を下げる場
合には、飽和磁化を下げる手法が一般的にとられる。こ
のために、一般的には、代表的磁性ガーネットであるＹ
3 Ｆｅ5 Ｏ12中のＦｅ3+の一部をＧａ3+又はＡｌ3+など
の非磁性イオンで置換することにより対応されている。
又、それぞれのイオン半径が異なるため、この置換の結
果、ガーネット単結晶基板と磁性ガーネット単結晶膜と
の格子定数のミスマッチ量が大きくなる。このため、結
晶学的な品質を損なわないよう、一般的に、組成式Ｙ3
Ｆｅ5 Ｏ12中Ｙ3+の一部をＬａ3+、Ｂｉ3+など、又はＦ
ｅ3+をＳｃ3+などで置換することにより対応されてい
る。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来
の、液相エピタキシャル法による磁性ガーネット単結晶
膜を用いた表面静磁波デバイスにおいては、挿入損失が
大きくなったり、リップルが現れるなどして、良好な特
性を得ることができないという問題点を有していた。 【０００７】そこで、本発明の目的は、挿入損失が小さ
くリップルが小さい、良好な特性を有する表面静磁波デ
バイスを提供することにある。 【０００８】 【課題を解決するための手段】磁性ガーネット単結晶膜
をＧｄ3 Ｇａ5 Ｏ12などのガーネット単結晶基板上にエ
ピタキシャル成長させる場合において特性上問題となる
点は、ガーネット単結晶基板と磁性ガーネット単結晶膜
との格子定数のミスマッチ量である。 【０００９】従来より、バブルメモリーや、光アイソレ
ーター用材料として、ガーネット単結晶基板上にエピタ
キシャル成長させた磁性ガーネット単結晶膜が用いられ
てきた。そして、この場合の格子定数のミスマッチ量に
ついては、磁気的な特性を制御するために、わざと大き
くして歪みによる応力誘導異方性磁界を発生させたり、
逆に、この磁界が発生しないようにより０に近づけたり
する工夫がなされてきた。 【００１０】当初、本発明者は、表面静磁波デバイス用
の磁性ガーネット単結晶膜においては、一般に強磁性共
鳴半値幅（ΔＨ）のより小さい磁性ガーネット単結晶膜
が望ましいとされているため、これを達成するためには
格子定数のミスマッチ量をほぼ０とした材料が最適と判
断してきた。 【００１１】しかしながら、格子定数のミスマッチ量
と、挿入損失やリップルなどの表面静磁波デバイスとし
たときの特性について詳細な検討を行なった結果、これ
ら表面静磁波デバイスの特性は、ガーネット単結晶基板
と磁性ガーネット単結晶膜との格子定数のミスマッチ量
を０に近づけるのではなく、ある特定範囲のミスマッチ
量を確保すると改善できることを見出だした。 【００１２】即ち、上記目的を達成するため、本発明の
表面静磁波デバイスは、Ｇｄ3 Ｇａ5 Ｏ12単結晶基板上
に液相エピタキシャル法で形成された、一般式Ｙ3-x Ｍ
x Ｆｅ5-y Ｎy Ｏ12（但し、ＭはＬａ、Ｂｉ、Ｌｕ、Ｇ
ｄのうち少なくとも１つ、ＮはＧａ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｃ
のうち少なくとも１つ、０＜ｘ≦１．０、０＜ｙ≦１．
５）で示される単結晶膜であって、該単結晶膜の格子定
数は前記単結晶基板の格子定数より大きく、かつ該格子
定数の差Δａが０．０００４ｎｍ≦Δａ≦０．００１ｎ
ｍの範囲内にある単結晶膜が用いられており、前記単結
晶膜に対して平行に直流磁界が印加されることを特徴と
する。 【００１３】そして、このような構成により、挿入損失
が小さくリップルが小さい、良好な特性を有する表面静
磁波デバイスを得ることができる。 【００１４】これは、以下の理由によるものと考えられ
る。即ち、上記格子定数の差Δａ（即ち、ミスマッチ
量）を有する、磁性ガーネット単結晶膜はＧｄ3 Ｇａ5
Ｏ12単結晶基板よりも大きな格子定数を有することにな
るので、単結晶基板に対して圧縮応力を加えることにな
る。このとき単結晶膜内に歪みが生じるが、これは単結
晶膜の結晶格子を単結晶膜面に対して水平に引き延ばす
形となる。この効果により、例えば表面静磁波のように
単結晶膜に対して水平に直流磁界を印加する場合におい
ては、電子スピンの磁化の方向が直流磁界の方向に回転
することを容易とし、この結果、単結晶膜内の内部磁界
をより均一にする作用があると考えられる。 【００１５】なお、格子定数の差Δａを０. ０００４ｎ
ｍ≦Δａ≦０. ００１ｎｍの範囲内に限定する理由は、
以下の通りである。 【００１６】即ち、格子定数の差Δａが０．００１ｎｍ
を超えると、単結晶膜内の歪みによる異方性磁界の単結
晶膜内不均一が生じ、表面静磁波デバイスとしての特性
の再現が得られなくなり好ましくない。又、単結晶膜内
の歪による誘導磁気異方性が大きくなり、より低周波で
の動作が困難となる。さらに、格子定数の差Δａが大き
くなると、単結晶膜にクラックが生じるようになり好ま
しくない。 【００１７】一方、格子定数の差Δａが０．０００４ｎ
ｍ未満になると、表面静磁波デバイスとしたときの、挿
入損失を小さくリップルを抑えるという効果が得られ難
くなるため好ましくない。又、ウエハー面内からチップ
を切り出して表面静磁波デバイスを作製したときの、挿
入損失やリップルなどの特性上のばらつきが大きい。こ
れらは、上述のような、単結晶膜と単結晶基板との相互
作用が小さくなるためと考えられる。 【００１８】 【発明の実施の形態】以下、本発明の表面静磁波デバイ
スについて、その実施の形態を実施例にもとづいて説明
する。（実施例１）まず、加熱炉内に設置された白金製
の坩堝に、磁性ガーネットを構成する元素の酸化物であ
るＹ2 Ｏ3 を０．３９モル％、Ｆｅ2 Ｏ3 を９．１７モ
ル％、Ｌａ2 Ｏ3 を０．０７モル％、Ｇａ2 Ｏ3 を０．
３７モル％と、溶剤としてのＰｂＯを８４．００モル
％、Ｂ2 Ｏ3 を６．００モル％の比率で充填し、約１２
００℃に加熱溶融して均質化した。その後、この融液を
８８０〜９００℃に降温保持して磁性ガーネット構成溶
液を過飽和とした。 【００１９】その後、この融液に下地基板として（１１
１）面方位のＧｄ3 Ｇａ5 Ｏ12単結晶基板を浸漬し、厚
み２０μｍであって狙い組成式Ｙ2.95Ｌａ0.05Ｆｅ4.55
Ｇａ0.45Ｏ12の磁性ガーネット単結晶膜を作製した。 【００２０】得られた単結晶膜の飽和磁化（Ｉｓ）は
０．１２５Ｗｂ／ｍ2 、強磁性共鳴半値幅（ΔＨ）は５
３．５Ａ／ｍであった。又、単結晶膜と単結晶基板の格
子定数の差｛Δａ＝（単結晶膜の格子定数）−（単結晶
基板の格子定数）｝、即ちミスマッチ量を２結晶法によ
るＸ線ロッキングカーブ法を用いて測定した結果は０．
０００５ｎｍであった。 【００２１】次に、図１に示すように、４×４ｍｍ角の
チップ状に切断した単結晶基板１の磁性ガーネット単結
晶膜２の上に、Ａｌ蒸着により線幅５０μｍのトランス
デューサ３、４を２ｍｍの間隔で形成して表面静磁波デ
バイスを作製した。そして、４４７５Ａ／ｍの直流磁界
（Ｈex）を膜面に平行かつトランスデューサに平行に印
加し、フィルタ特性を測定した。その結果を図２に示
す。 【００２２】なお、図１において、５、６は静磁波の吸
収体、Ｉinはマイクロ波の入力方向、Ｗは表面波（ＭＳ
ＳＷ）の伝播方向、Ｉout はマイクロ波の出力方向であ
る。（実施例２）まず、加熱炉内に設置された白金製の
坩堝に、磁性ガーネットを構成する元素の酸化物である
Ｙ2 Ｏ3 を０．３８モル％、Ｆｅ2 Ｏ3 を９．１７モル
％、Ｌａ2 Ｏ3 を０．０８モル％、Ｇａ2 Ｏ3 を０．３
７モル％と、溶剤としてのＰｂＯを８４．００モル％、
Ｂ2 Ｏ3 を６．００モル％の比率で充填し、約１２００
℃に加熱溶融して均質化した。その後、この融液を８８
０〜９００℃に降温保持して磁性ガーネット構成溶液を
過飽和とした。 【００２３】その後、実施例１と同様に、この融液に下
地基板として（１１１）面方位のＧｄ3 Ｇａ5 Ｏ12単結
晶基板を浸漬し、厚み２０μｍであって狙い組成式Ｙ2.
95Ｌａ0.05Ｆｅ4.55Ｇａ0.45Ｏ12の磁性ガーネット単結
晶膜を作製した。 【００２４】得られた単結晶膜の飽和磁化（Ｉｓ）は
０．１２５Ｗｂ／ｍ2 、強磁性共鳴半値幅（ΔＨ）は６
２．０Ａ／ｍであった。又、単結晶膜について、実施例
１と同様に、格子定数のミスマッチ量を測定した結果は
０．０００９ｎｍであった。 【００２５】次に、実施例１と同様にして、表面静磁波
デバイスを作製し、そのフィルタ特性を測定した。その
結果を図３に示す。（比較例）まず、加熱炉内に設置さ
れた白金製の坩堝に、磁性ガーネットを構成する元素の
酸化物であるＹ2 Ｏ3 を０．４１モル％、Ｆｅ2 Ｏ3 を
９．１７モル％、Ｌａ2 Ｏ3 を０．０５モル％、Ｇａ2
Ｏ3 を０．３７モル％と、溶剤としてのＰｂＯを８４．
００モル％、Ｂ2 Ｏ3 を６．００モル％の比率で充填
し、約１２００℃に加熱溶融して均質化した。その後、
この融液を８８０〜９００℃に降温保持して磁性ガーネ
ット構成溶液を過飽和とした。 【００２６】その後、実施例１と同様に、この融液に下
地基板として（１１１）面方位のＧｄ3 Ｇａ5 Ｏ12単結
晶基板を浸漬し、厚み２０μｍであって狙い組成式Ｙ2.
95Ｌａ0.05Ｆｅ4.55Ｇａ0.45Ｏ12の磁性ガーネット単結
晶膜を作製した。 【００２７】得られた単結晶膜の飽和磁化（Ｉｓ）は
０．１２３Ｗｂ／ｍ2 、強磁性共鳴半値幅（ΔＨ）は８
７．５Ａ／ｍであった。又、単結晶膜について、実施例
１と同様に、格子定数のミスマッチ量を測定した結果は
−０．０００３ｎｍであった。 【００２８】次に、実施例１と同様にして、表面静磁波
デバイスを作製し、そのフィルタ特性を測定した。その
結果を図４に示す。 【００２９】以上、実施例１、２及び比較例の結果を対
比すると、図２、３に示す本発明の表面静磁波デバイス
の場合は、図４に示す比較例と比べて、挿入損失及びリ
ップルが小さいフィルタ特性が得られている。 【００３０】なお、上記実施例においては、組成式Ｙ2.
95Ｌａ0.05Ｆｅ4.55Ｇａ0.45Ｏ12で表される磁性ガーネ
ット単結晶膜の場合について説明したが、本発明はこれ
のみに限定されるものではない。即ち、Ｇｄ3 Ｇａ5 Ｏ
12単結晶基板上に液相エピタキシャル法で形成された、
例えばＹ2.78Ｌａ0.02Ｂｉ0.20Ｆｅ4.50Ｇａ0.50Ｏ12、
Ｙ2.85Ｂｉ0.15Ｆｅ4.30Ｓｃ0.10Ｇａ0.60Ｏ12などの一
般式Ｙ3-x Ｍx Ｆｅ5-y Ｎy Ｏ12（但し、ＭはＬａ、Ｂ
ｉ、Ｌｕ、Ｇｄのうち少なくとも１つ、ＮはＧａ、Ａ
ｌ、Ｉｎ、Ｓｃのうち少なくとも１つ、０＜ｘ≦１．
０、０＜ｙ≦１．５）で表される単結晶膜であって、単
結晶膜の格子定数が単結晶基板の格子定数より大きく、
かつこの格子定数の差Δａが０. ０００４ｎｍ≦Δａ≦
０. ００１ｎｍの範囲内の単結晶膜を用い、単結晶膜に
対して平行に直流磁界が印加される表面静磁波デバイス
についても、同様のフィルタ特性の効果を得ることがで
きる。 【００３１】 【発明の効果】以上の説明で明らかなように、Ｇｄ3 Ｇ
ａ5 Ｏ12単結晶基板とその上に形成された磁性ガーネッ
ト単結晶膜との格子定数の差Δａ｛（単結晶膜の格子定
数）−（単結晶基板の格子定数）｝が０. ０００４ｎｍ
≦Δａ≦０. ００１ｎｍの範囲の単結晶膜を用い、単結
晶膜に対して平行に直流磁界が印加されることにより、
挿入損失が小さくリップルが小さい、良好な特性を有す
る表面静磁波デバイスを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の表面静磁波デバイスの一例を示す斜
視図である。 【図２】 本発明の一実施例の表面静磁波デバイスのフ
ィルタ特性を示す図である。 【図３】 本発明の他の実施例の表面静磁波デバイスの
フィルタ特性を示す図である。 【図４】 比較例の表面静磁波デバイスのフィルタ特性
を示す図である。 【符号の説明】 １ 単結晶基板 ２ 磁性ガーネット単結晶膜 ３、４ トランスデューサー ５、６ 吸収体Ｈex 外部磁界Ｉin マイクロ波の入力方
向Ｗ 表面波の伝播方向Ｉout マイクロ波の出力方向
視図である。 【図２】 本発明の一実施例の表面静磁波デバイスのフ
ィルタ特性を示す図である。 【図３】 本発明の他の実施例の表面静磁波デバイスの
フィルタ特性を示す図である。 【図４】 比較例の表面静磁波デバイスのフィルタ特性
を示す図である。 【符号の説明】 １ 単結晶基板 ２ 磁性ガーネット単結晶膜 ３、４ トランスデューサー ５、６ 吸収体Ｈex 外部磁界Ｉin マイクロ波の入力方
向Ｗ 表面波の伝播方向Ｉout マイクロ波の出力方向
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平６−236814（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−13227（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−330993（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−130539（ＪＰ，Ａ)
実開 平６−44255（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01F 10/00 - 10/32
H01P 1/215
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 Ｇｄ3Ｇａ5Ｏ12単結晶基板上に液相エピ
タキシャル法で形成された、一般式Ｙ3-xＭxＦｅ5-yＮy
Ｏ12（但し、ＭはＬａ、Ｂｉ、Ｌｕ、Ｇｄのうち少なく
とも１つ、ＮはＧａ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｃのうち少なくと
も１つ、０＜ｘ≦１．０、０＜ｙ≦１．５）で示される
単結晶膜であって、該単結晶膜の格子定数は前記単結晶
基板の格子定数より大きく、かつ該格子定数の差Δａが
０．０００４ｎｍ≦Δａ≦０．００１ｎｍの範囲内にあ
る単結晶膜が用いられており、前記単結晶膜に対して平
行に直流磁界が印加されることを特徴とする表面静磁波
デバイス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00670597A JP3387341B2 (ja) | 1996-01-22 | 1997-01-17 | 表面静磁波デバイス |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8-8662 | 1996-01-22 | ||
| JP866296 | 1996-01-22 | ||
| JP00670597A JP3387341B2 (ja) | 1996-01-22 | 1997-01-17 | 表面静磁波デバイス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09266115A JPH09266115A (ja) | 1997-10-07 |
| JP3387341B2 true JP3387341B2 (ja) | 2003-03-17 |
Family
ID=26340898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00670597A Expired - Fee Related JP3387341B2 (ja) | 1996-01-22 | 1997-01-17 | 表面静磁波デバイス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3387341B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6713659B2 (ja) * | 2015-08-20 | 2020-06-24 | 国立大学法人 筑波大学 | 磁性複合体及び高周波デバイス |
-
1997
- 1997-01-17 JP JP00670597A patent/JP3387341B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09266115A (ja) | 1997-10-07 |
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