JP3463180B2 - 磁性ガーネット酸化物粉末の製造方法及び磁性ガーネット酸化物膜の製造方法 - Google Patents
磁性ガーネット酸化物粉末の製造方法及び磁性ガーネット酸化物膜の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，磁気光学デバイスの原
料となる高純度で，組成が均一であり，かつ微細粒径で
あるようなＢｉ系磁性ガーネット酸化物粉末とその製造
方法及びそれを用いたＢｉ系磁性ガーネット薄膜と，こ
のＢｉ系磁性ガーネット薄膜を磁気光学素子として使用
し外部磁界の反転，もしくは外部磁界の印加と解除によ
り光の通過と遮断を制御できるようにした光スイッチと
その製造方法に関する。
料となる高純度で，組成が均一であり，かつ微細粒径で
あるようなＢｉ系磁性ガーネット酸化物粉末とその製造
方法及びそれを用いたＢｉ系磁性ガーネット薄膜と，こ
のＢｉ系磁性ガーネット薄膜を磁気光学素子として使用
し外部磁界の反転，もしくは外部磁界の印加と解除によ
り光の通過と遮断を制御できるようにした光スイッチと
その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光スイッチは光の伝送方向を制御するた
めの重要な光機能素子であり，その一つに磁気光学効果
を利用したものである。この光スイッチは，磁気回転素
子に印加する磁界の方向を反転させることにより光をス
イッチングするもので，この光スイッチは第１の複屈折
結晶板と磁気光学素子と１／２波長板と，第１のものと
同じ結晶方位を有し同じ厚さの第２の複屈折結晶板と光
検出器とを光路中でこの順序に並べた構成である。そし
て，磁気光学素子の周囲には磁場を印加するためのコイ
ルが設けられており，印加する電流の方向を反転できる
ように構成される。この光スイッチがオンの状態には，
コイルに流す電流により磁気光学素子には，光軸方向に
外部磁界が印加される。その時，第１の複屈折結晶板で
光はＰ成分とＳ成分に分離され，磁気光学素子でその偏
波面が同方向にさらに４５度回転する。この結果，Ｓ成
分はＰ成分に，またＰ成分に変換されて第２の複屈折結
晶板に入射する。そのため分離されていた光は再び一致
し第２の複屈折結晶板から出る光は１本に集められ光検
出器で受光される。一方，光スイッチがオフ状態の時に
は，コイルに逆向きの電流を流し，磁気光学素子に印加
する磁場の方向を反転させると，第１の複屈折結晶板で
分離されたＰ成分とＳ成分は磁気光学素子では前記オン
の時とは逆方向に４５度偏波面が回転する。ついで，１
／２波長板ではオンの時と同じように４５度回転するの
で，磁気光学素子による偏波面の回転と１／２波長板に
よる偏波面の回転とはちょうど相殺されＳ成分はＳ成分
のまま，またＰ成分はＰ成分のまま第２の複屈折結晶板
に達する。したがってそれを通過した光はさらに分離し
た光検出器には達しない。
めの重要な光機能素子であり，その一つに磁気光学効果
を利用したものである。この光スイッチは，磁気回転素
子に印加する磁界の方向を反転させることにより光をス
イッチングするもので，この光スイッチは第１の複屈折
結晶板と磁気光学素子と１／２波長板と，第１のものと
同じ結晶方位を有し同じ厚さの第２の複屈折結晶板と光
検出器とを光路中でこの順序に並べた構成である。そし
て，磁気光学素子の周囲には磁場を印加するためのコイ
ルが設けられており，印加する電流の方向を反転できる
ように構成される。この光スイッチがオンの状態には，
コイルに流す電流により磁気光学素子には，光軸方向に
外部磁界が印加される。その時，第１の複屈折結晶板で
光はＰ成分とＳ成分に分離され，磁気光学素子でその偏
波面が同方向にさらに４５度回転する。この結果，Ｓ成
分はＰ成分に，またＰ成分に変換されて第２の複屈折結
晶板に入射する。そのため分離されていた光は再び一致
し第２の複屈折結晶板から出る光は１本に集められ光検
出器で受光される。一方，光スイッチがオフ状態の時に
は，コイルに逆向きの電流を流し，磁気光学素子に印加
する磁場の方向を反転させると，第１の複屈折結晶板で
分離されたＰ成分とＳ成分は磁気光学素子では前記オン
の時とは逆方向に４５度偏波面が回転する。ついで，１
／２波長板ではオンの時と同じように４５度回転するの
で，磁気光学素子による偏波面の回転と１／２波長板に
よる偏波面の回転とはちょうど相殺されＳ成分はＳ成分
のまま，またＰ成分はＰ成分のまま第２の複屈折結晶板
に達する。したがってそれを通過した光はさらに分離し
た光検出器には達しない。
【０００３】ところで，光スイッチは，外部磁界のオン
オフによりスイッチング制御するもので，ファラデー回
転角が９０度の磁気光学素子を挾んでその前後に偏光子
を配設した構成を有している。この光スイッチの２個の
偏光子の偏波面の方向は動作モードに応じて同一であっ
ても，９０度異なるように設けてもよい。
オフによりスイッチング制御するもので，ファラデー回
転角が９０度の磁気光学素子を挾んでその前後に偏光子
を配設した構成を有している。この光スイッチの２個の
偏光子の偏波面の方向は動作モードに応じて同一であっ
ても，９０度異なるように設けてもよい。
【０００４】従来，このような磁気回転効果を応用した
光スイッチにおいて，磁気光学素子には磁性ガーネット
結晶板が用いられていた。その磁性ガーネットの結晶板
の製造方法としては液層エピタキシャル法やスパッタ法
が考えられる。
光スイッチにおいて，磁気光学素子には磁性ガーネット
結晶板が用いられていた。その磁性ガーネットの結晶板
の製造方法としては液層エピタキシャル法やスパッタ法
が考えられる。
【０００５】一方，磁性ガーネット膜の製法としては，
磁性ガーネット粉末を用いる方法が検討されている。こ
の方法で磁気光学素子用の磁性ガーネット膜を製造する
ためには，組成及び形状が均一であるような粉末の製造
方法が必要である。これまでの磁性ガーネット粉末の製
造方法には，一般的な粉末冶金による固相反応を利用し
た製法や共沈法が用いられてきた。
磁性ガーネット粉末を用いる方法が検討されている。こ
の方法で磁気光学素子用の磁性ガーネット膜を製造する
ためには，組成及び形状が均一であるような粉末の製造
方法が必要である。これまでの磁性ガーネット粉末の製
造方法には，一般的な粉末冶金による固相反応を利用し
た製法や共沈法が用いられてきた。
【０００６】粉末冶金による固相反応法においては，磁
性ガーネットの構成元素である，鉄（Ｆｅ），ビスマス
（Ｂｉ），希土類元素（以下，Ｒと呼ぶ）の各々の酸化
物粉末を目的組成になるように秤量し，湿式もしくは乾
式で混合し，乾燥，熱処理を施して製造される。
性ガーネットの構成元素である，鉄（Ｆｅ），ビスマス
（Ｂｉ），希土類元素（以下，Ｒと呼ぶ）の各々の酸化
物粉末を目的組成になるように秤量し，湿式もしくは乾
式で混合し，乾燥，熱処理を施して製造される。
【０００７】また，共沈法によってもＢｉ系磁性ガーネ
ット薄膜の研究開発が進められている。共沈法による磁
性ガーネット粉末の製造工程は以下の通りである。目標
の組成になるように調整した硝酸塩混合水溶液中に，ア
ンモニア水等のアルカリ溶液をＰＨが９〜１１前後にな
るように加え共沈澱物を得る。この共沈澱物を蒸留水等
で充分に洗浄し，遠心分離機等により脱水したのち乾燥
し５００〜７００℃で熱処理して磁性ガーネット粉末が
製造される。
ット薄膜の研究開発が進められている。共沈法による磁
性ガーネット粉末の製造工程は以下の通りである。目標
の組成になるように調整した硝酸塩混合水溶液中に，ア
ンモニア水等のアルカリ溶液をＰＨが９〜１１前後にな
るように加え共沈澱物を得る。この共沈澱物を蒸留水等
で充分に洗浄し，遠心分離機等により脱水したのち乾燥
し５００〜７００℃で熱処理して磁性ガーネット粉末が
製造される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】年々光スイッチの低コ
スト化の要求が高まってきている。従来の光スイッチで
は磁気光学素子に単結晶の磁性ガーネット膜が使用され
てきた。しかし，上述の液相エピタキシャル法やスパッ
タ法では大面積の磁性ガーネット膜が得られず結晶育成
にも長時間を要する。これがコスト高の原因になってお
り改善の要求がなされている。
スト化の要求が高まってきている。従来の光スイッチで
は磁気光学素子に単結晶の磁性ガーネット膜が使用され
てきた。しかし，上述の液相エピタキシャル法やスパッ
タ法では大面積の磁性ガーネット膜が得られず結晶育成
にも長時間を要する。これがコスト高の原因になってお
り改善の要求がなされている。
【０００９】一方では，光透過率の大きい光スイッチの
要求がなされている。この要求に応えるためには，必要
とするファラデー回転材料の光透過方向の厚さを小さく
すればよく，ファラデー回転係数の大きな磁性膜が必要
となる。したがって，例えば，（Ｒ1-x Ｂｉx ）3 Ｆｅ
5 Ｏ12（０≦ｘ≦１）で与えられる磁性ガーネット膜に
おいて，ファラデー回転係数を大きくするためにはｘを
増大させればよく，ｘ＝１の時ファラデー回転係数が最
大となる。しかし液相エピタキシャル法では，Ｂｉ系ガ
ーネットの製造においてＢｉの組成を（Ｒ1-x Ｂｉx ）
3 Ｆｅ5 Ｏ12（０≦ｘ≦１）としたときｘ＝１であるよ
うな組成の結晶を製造することは未だ成功していない。
要求がなされている。この要求に応えるためには，必要
とするファラデー回転材料の光透過方向の厚さを小さく
すればよく，ファラデー回転係数の大きな磁性膜が必要
となる。したがって，例えば，（Ｒ1-x Ｂｉx ）3 Ｆｅ
5 Ｏ12（０≦ｘ≦１）で与えられる磁性ガーネット膜に
おいて，ファラデー回転係数を大きくするためにはｘを
増大させればよく，ｘ＝１の時ファラデー回転係数が最
大となる。しかし液相エピタキシャル法では，Ｂｉ系ガ
ーネットの製造においてＢｉの組成を（Ｒ1-x Ｂｉx ）
3 Ｆｅ5 Ｏ12（０≦ｘ≦１）としたときｘ＝１であるよ
うな組成の結晶を製造することは未だ成功していない。
【００１０】現在の所，Ｂｉ系磁性ガーネット（Ｒ1-x
Ｂｉx ）3 Ｆｅ5 Ｏ12（０≦ｘ≦１）において，ｘ＝１
の材料はスパッタ法による薄膜のみしか得られていな
い。しかしスパッタ法では膜の成長速度がおよそ０．０
６μｍ／Ｈｒと非常に遅い。そのためファラデー回転角
の大きい特性が要求されるような製品に応用するのに充
分な膜厚（例えば波長０．８μｍの光の偏光面が４５°
回転するのに必要な膜厚はおよそ２０μｍ）を得るには
非常に時間がかかり，製造コストが高いという欠点があ
る。
Ｂｉx ）3 Ｆｅ5 Ｏ12（０≦ｘ≦１）において，ｘ＝１
の材料はスパッタ法による薄膜のみしか得られていな
い。しかしスパッタ法では膜の成長速度がおよそ０．０
６μｍ／Ｈｒと非常に遅い。そのためファラデー回転角
の大きい特性が要求されるような製品に応用するのに充
分な膜厚（例えば波長０．８μｍの光の偏光面が４５°
回転するのに必要な膜厚はおよそ２０μｍ）を得るには
非常に時間がかかり，製造コストが高いという欠点があ
る。
【００１１】一方，上述したように，磁性ガーネット膜
の製造方法として，磁性ガーネット粉末を用いる方法も
検討されてきた。この場合，組成が均一で，形状が均一
な粉末が要求される。
の製造方法として，磁性ガーネット粉末を用いる方法も
検討されてきた。この場合，組成が均一で，形状が均一
な粉末が要求される。
【００１２】従来の一般的な粉末冶金による製法を用い
てＢｉ系磁性ガーネットを製造しようとする場合，Ｂ
ｉ，Ｆｅ及びＲの原料粉末を均一に混合することは非常
に難しく，分散剤を溶媒に加えて粉末同志の凝集を防
ぎ，さらに長時間混合しなければならない。しかし，長
時間混合する場合には，外部やボールミル装置等から不
純物が混入する可能性がある。製造工程の管理が難し
い。また長時間混合することはコストアップにもつなが
る。特に，湿式混合の場合，脱水，乾燥の工程を経た
後，熱処理を施さなければならないため非常に手間がか
かるコスト高の要因になるという欠点がある。
てＢｉ系磁性ガーネットを製造しようとする場合，Ｂ
ｉ，Ｆｅ及びＲの原料粉末を均一に混合することは非常
に難しく，分散剤を溶媒に加えて粉末同志の凝集を防
ぎ，さらに長時間混合しなければならない。しかし，長
時間混合する場合には，外部やボールミル装置等から不
純物が混入する可能性がある。製造工程の管理が難し
い。また長時間混合することはコストアップにもつなが
る。特に，湿式混合の場合，脱水，乾燥の工程を経た
後，熱処理を施さなければならないため非常に手間がか
かるコスト高の要因になるという欠点がある。
【００１３】また，一般的な粉末冶金による製造方法に
おいては，熱処理の段階では，粉末冶金法の場合反応が
固相反応であるため，均一に構成元素同志を反応させる
ことは非常に困難で，均一な組成のＢｉ系磁性ガーネッ
ト粉末の製造は難しい。またＢｉ系磁性ガーネット（Ｒ
1-x Ｂｉx ）3 Ｆｅ5 Ｏ12（０≦ｘ≦１）においてｘが
２／３以上（但しＲによりｘの最大値は異なる）とする
ことは，Ｂｉの反応性の問題から極めて困難である。
おいては，熱処理の段階では，粉末冶金法の場合反応が
固相反応であるため，均一に構成元素同志を反応させる
ことは非常に困難で，均一な組成のＢｉ系磁性ガーネッ
ト粉末の製造は難しい。またＢｉ系磁性ガーネット（Ｒ
1-x Ｂｉx ）3 Ｆｅ5 Ｏ12（０≦ｘ≦１）においてｘが
２／３以上（但しＲによりｘの最大値は異なる）とする
ことは，Ｂｉの反応性の問題から極めて困難である。
【００１４】一方，共沈法の場合には，組成の均一な粉
末ができる。しかしこの方法でＢｉ系の磁性ガーネット
（Ｒ1-x Ｂｉx ）3 Ｆｅ5 Ｏ12（０≦ｘ≦１）を製造し
てもｘ＝１の粉末は得られていない。
末ができる。しかしこの方法でＢｉ系の磁性ガーネット
（Ｒ1-x Ｂｉx ）3 Ｆｅ5 Ｏ12（０≦ｘ≦１）を製造し
てもｘ＝１の粉末は得られていない。
【００１５】ところで，Ｂｉ系磁性ガーネット｛（Ｂｉ
x Ｒ1-X ）3 Ｆｅ5 Ｏ12（０≦ｘ≦１）｝において，Ｂ
ｉの量を増大させる，即ち，ｘを限りなく，１に近づけ
る）ことによりファラデー回転角を増大させる効果のあ
ることは，既に知られている。
x Ｒ1-X ）3 Ｆｅ5 Ｏ12（０≦ｘ≦１）｝において，Ｂ
ｉの量を増大させる，即ち，ｘを限りなく，１に近づけ
る）ことによりファラデー回転角を増大させる効果のあ
ることは，既に知られている。
【００１６】しかし，粉末冶金法において，Ｂｉ系磁性
ガーネット（（Ｂｉx Ｒ1-X ）3 Ｆｅ5 Ｏ12（０≦ｘ≦
１））においてｘが２／３以上（但し，Ｒによりｘの最
大値は異なる）とすることは，Ｂｉの反応性の問題から
不可能である。
ガーネット（（Ｂｉx Ｒ1-X ）3 Ｆｅ5 Ｏ12（０≦ｘ≦
１））においてｘが２／３以上（但し，Ｒによりｘの最
大値は異なる）とすることは，Ｂｉの反応性の問題から
不可能である。
【００１７】一方，共沈法の場合には，組成の均一な酸
化物粉末ができるという利点がある。しかし，この方法
でＢｉ系の磁性ガーネット（Ｂｉx Ｒ1-X ）3 Ｆｅ5 Ｏ
12（０≦ｘ＜１）を製造することができるがＲを含まな
い，即ち，ｘ＝１の粉末は得られていない。
化物粉末ができるという利点がある。しかし，この方法
でＢｉ系の磁性ガーネット（Ｂｉx Ｒ1-X ）3 Ｆｅ5 Ｏ
12（０≦ｘ＜１）を製造することができるがＲを含まな
い，即ち，ｘ＝１の粉末は得られていない。
【００１８】また近年，平均粒径０．５μｍ以下でかつ
粒度分布の狭いＢｉ系磁性ガーネット酸化物粉末の要求
が高まってきている。しかし，粉末冶金的な製造方法で
は原料の粉末が０．５μｍ以上ありかつ，熱処理を施す
ため粒成長を引き起こし，この要求に応えることができ
ない。一方，共沈法によっても５００〜７００℃で熱処
理をほどこさねばならず粒成長が進みこの要求を満たす
ことができない。
粒度分布の狭いＢｉ系磁性ガーネット酸化物粉末の要求
が高まってきている。しかし，粉末冶金的な製造方法で
は原料の粉末が０．５μｍ以上ありかつ，熱処理を施す
ため粒成長を引き起こし，この要求に応えることができ
ない。一方，共沈法によっても５００〜７００℃で熱処
理をほどこさねばならず粒成長が進みこの要求を満たす
ことができない。
【００１９】更に，最近になってＢｉ系磁性ガーネット
酸化物粉末を磁界で駆動させる液晶ディスプレイについ
て検討されている。この場合粉末の形状としては，針状
もしくは平板状の粉末が要求される。しかし，従来の製
造方法では，等方的な球に近い形状のものしか得られな
かった。
酸化物粉末を磁界で駆動させる液晶ディスプレイについ
て検討されている。この場合粉末の形状としては，針状
もしくは平板状の粉末が要求される。しかし，従来の製
造方法では，等方的な球に近い形状のものしか得られな
かった。
【００２０】そこで，本発明の第１の技術的課題は，微
細であり，異方的な形状を有するＢｉ系磁性ガーネット
酸化物粉末を製造する方法を提供することにある。
細であり，異方的な形状を有するＢｉ系磁性ガーネット
酸化物粉末を製造する方法を提供することにある。
【００２１】また，本発明の第２の技術的課題は，共沈
法等の製造方法に比べて，その組成を（Ｒ1-x Ｂｉx ）
3 Ｆｅ5 Ｏ12（但し０≦ｘ≦１）と表したとき，ｘの大
きい粉末が得られるＢｉ系磁性ガーネット酸化物粉末の
製造方法を提供することにある。
法等の製造方法に比べて，その組成を（Ｒ1-x Ｂｉx ）
3 Ｆｅ5 Ｏ12（但し０≦ｘ≦１）と表したとき，ｘの大
きい粉末が得られるＢｉ系磁性ガーネット酸化物粉末の
製造方法を提供することにある。
【００２２】また，本発明の第３の技術的課題は，Ｂｉ
系磁性ガーネット膜に用いられる酸化物粉末の製造が可
能であるＢｉ系磁性ガーネット酸化物粉末の製造方法と
を提供することにある。
系磁性ガーネット膜に用いられる酸化物粉末の製造が可
能であるＢｉ系磁性ガーネット酸化物粉末の製造方法と
を提供することにある。
【００２３】
【００２４】また，本発明の第４の技術的課題は，スパ
ッタ法よりも容易に前記Ｂｉ系磁性ガーネット膜が得ら
れるＢｉ系磁性ガーネット膜の製造方法を提供すること
にある。
ッタ法よりも容易に前記Ｂｉ系磁性ガーネット膜が得ら
れるＢｉ系磁性ガーネット膜の製造方法を提供すること
にある。
【００２５】また，本発明の第５の技術的課題は，ファ
ラデー回転角の大きなＢｉ系磁性ガーネット膜を磁気光
学素子として用いた光スイッチを製造する方法を提供す
ることにある。
ラデー回転角の大きなＢｉ系磁性ガーネット膜を磁気光
学素子として用いた光スイッチを製造する方法を提供す
ることにある。
【００２６】また，本発明の第７の技術的課題は，前記
光スイッチを製造する方法を提供することにある。
光スイッチを製造する方法を提供することにある。
【００２７】
【００２８】
【００２９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば，Ｆｅ，
Ｂｉ，Ｒ（但し，ＲはＹを含む希土類元素の内の少なく
とも一種）を含むＢｉ−Ｆｅ系ガーネット酸化物粉末の
製造方法において，予め定められたモル比のＢｉ，Ｆ
ｅ，Ｒの夫々の硝酸塩を含む溶媒を用意する準備工程
と，前記硝酸塩を含む溶媒にアミノ基又はイミノ基を含
むカルボン酸を混合した混合溶液を得る有機酸混合工程
と，前記混合溶液を加熱してＢｉ−Ｆｅ系ガーネット酸
化物粉末を得る加熱工程とを含むことを特徴とする磁性
ガーネット酸化物粉末の製造方法が得られる。ここで，
本発明において，アミノ基又はイミノ基を含むカルボン
酸としては，アミノ酢酸，アラニン，トレオニン，アル
ギニン等のα−アミノ酸であるアミノ酸及びプロリン等
のα−イミノ酸であるイミノ酸が例示できるが，α−ア
ミノ酸が最も好ましい。
Ｂｉ，Ｒ（但し，ＲはＹを含む希土類元素の内の少なく
とも一種）を含むＢｉ−Ｆｅ系ガーネット酸化物粉末の
製造方法において，予め定められたモル比のＢｉ，Ｆ
ｅ，Ｒの夫々の硝酸塩を含む溶媒を用意する準備工程
と，前記硝酸塩を含む溶媒にアミノ基又はイミノ基を含
むカルボン酸を混合した混合溶液を得る有機酸混合工程
と，前記混合溶液を加熱してＢｉ−Ｆｅ系ガーネット酸
化物粉末を得る加熱工程とを含むことを特徴とする磁性
ガーネット酸化物粉末の製造方法が得られる。ここで，
本発明において，アミノ基又はイミノ基を含むカルボン
酸としては，アミノ酢酸，アラニン，トレオニン，アル
ギニン等のα−アミノ酸であるアミノ酸及びプロリン等
のα−イミノ酸であるイミノ酸が例示できるが，α−ア
ミノ酸が最も好ましい。
【００３０】本発明によれば，前記磁性ガーネット酸化
物粉末の製造方法において，前記加熱工程は，前記溶媒
の沸点以上の温度に加熱された気流中に前記混合溶液を
噴霧して，前記混合溶液中の溶媒を気化させることを含
むことを特徴とする磁性ガーネット酸化物粉末の製造方
法が得られる。
物粉末の製造方法において，前記加熱工程は，前記溶媒
の沸点以上の温度に加熱された気流中に前記混合溶液を
噴霧して，前記混合溶液中の溶媒を気化させることを含
むことを特徴とする磁性ガーネット酸化物粉末の製造方
法が得られる。
【００３１】
【００３２】
【００３３】
【００３４】本発明によれば，前記したいずれかのＢｉ
系磁性ガーネット酸化物粉末の製造方法により得られた
Ｂｉ系磁性ガーネット酸化物粉末にバインダーを混合す
るバインダー混合工程と，基板上に塗布する塗布工程と
を含むことを特徴とするＢｉ系磁性ガーネット酸化物膜
の製造方法が得られる。
系磁性ガーネット酸化物粉末の製造方法により得られた
Ｂｉ系磁性ガーネット酸化物粉末にバインダーを混合す
るバインダー混合工程と，基板上に塗布する塗布工程と
を含むことを特徴とするＢｉ系磁性ガーネット酸化物膜
の製造方法が得られる。
【００３５】ここで，本発明のＢｉ系磁性ガーネット酸
化物膜の製造方法において，前記バインダーとして，ジ
オメタン等の有機溶媒を用いることができるが，Ｂｉ系
ガーネットと同等の高屈折率をもつものならば，これら
に限定されず，例えば，メタクリル樹脂（ＰＭＭＡ），
フッ素系樹脂，ポリエチレン系樹脂，ポリスチレン系樹
脂，ポリカーボネート系樹脂，ナイロン系樹脂，ビニル
系樹脂，アクリル系樹脂の有機系樹脂や，鉛系ガラスな
どの無機系溶媒を用いることができる。
化物膜の製造方法において，前記バインダーとして，ジ
オメタン等の有機溶媒を用いることができるが，Ｂｉ系
ガーネットと同等の高屈折率をもつものならば，これら
に限定されず，例えば，メタクリル樹脂（ＰＭＭＡ），
フッ素系樹脂，ポリエチレン系樹脂，ポリスチレン系樹
脂，ポリカーボネート系樹脂，ナイロン系樹脂，ビニル
系樹脂，アクリル系樹脂の有機系樹脂や，鉛系ガラスな
どの無機系溶媒を用いることができる。
【００３６】また，本発明のＢｉ系磁性ガーネット酸化
物膜の製造方法において，前記基板として，透明なガラ
ス，及びセラミック基板のうちの少なくとも一種が使用
できるが，これらに限定されるものではない。
物膜の製造方法において，前記基板として，透明なガラ
ス，及びセラミック基板のうちの少なくとも一種が使用
できるが，これらに限定されるものではない。
【００３７】即ち，本発明では，Ｂｉ系磁性ガーネット
酸化物粉末の製造方法において，Ｂｉ，Ｆｅの硝酸塩も
しくはＢｉ，Ｆｅ及び希土類元素の硝酸塩とアミノ基又
はイミノ基を含むカルボン酸の錯体との溶液を加熱処理
することによりＢｉ系磁性ガーネット粉末と，その製造
する方法を提供するものである。更に，この粉末をジオ
メタン等の有機溶媒をバインダーとして用い該粉末と混
合した後，セラミック等の基板上に塗布してＢｉ磁性ガ
ーネッ磁性膜と，安価に製造する方法とを提供するもの
である。
酸化物粉末の製造方法において，Ｂｉ，Ｆｅの硝酸塩も
しくはＢｉ，Ｆｅ及び希土類元素の硝酸塩とアミノ基又
はイミノ基を含むカルボン酸の錯体との溶液を加熱処理
することによりＢｉ系磁性ガーネット粉末と，その製造
する方法を提供するものである。更に，この粉末をジオ
メタン等の有機溶媒をバインダーとして用い該粉末と混
合した後，セラミック等の基板上に塗布してＢｉ磁性ガ
ーネッ磁性膜と，安価に製造する方法とを提供するもの
である。
【００３８】また，本発明では，光スイッチにおける磁
気回転光学素子に用いる磁性ガーネット膜を自己燃焼法
で製造される粉末を用いて得られた磁性膜を用いて磁気
光学素子を構成し，これを光スイッチに使用するもので
ある。
気回転光学素子に用いる磁性ガーネット膜を自己燃焼法
で製造される粉末を用いて得られた磁性膜を用いて磁気
光学素子を構成し，これを光スイッチに使用するもので
ある。
【００３９】即ち，本発明によれば，Ｂｉ，Ｆｅの硝酸
塩もしくはＢｉ，Ｆｅ及び希土類元素の硝酸塩とアミノ
基又はイミノ基を含むカルボン酸の錯体との溶液を加熱
することにより，Ｂｉ系磁性ガーネット粉末を製造し，
これにバインダーを混合するなどして基板上に塗布して
得られた磁性ガーネット膜を磁気光学素子に使用した光
スイッチを提供するものである。
塩もしくはＢｉ，Ｆｅ及び希土類元素の硝酸塩とアミノ
基又はイミノ基を含むカルボン酸の錯体との溶液を加熱
することにより，Ｂｉ系磁性ガーネット粉末を製造し，
これにバインダーを混合するなどして基板上に塗布して
得られた磁性ガーネット膜を磁気光学素子に使用した光
スイッチを提供するものである。
【００４０】尚，本発明の光スイッチにおいて磁気光学
素子以外の構成要素は，従来のものと同様な構成でもよ
い。
素子以外の構成要素は，従来のものと同様な構成でもよ
い。
【００４１】
【作用】本発明において，Ｂｉ系磁性ガーネット酸化物
粉末の構成元素の硝酸塩をアミノ酸の錯体との溶液を加
熱，溶媒を蒸発させると，自己燃焼反応が起こり，組成
の均一なＢｉ系磁性ガーネット酸化物粉末が製造され
る。この反応は非常に速やかに起こるため，（Ｒ1-X Ｂ
ｉx ）3 Ｆｅ5 Ｏ12（但し０≦ｘ≦１）の磁性ガーネッ
ト酸化物粉末においてｘ≧２／３であるような磁性ガー
ネット酸化物粉末の製造が可能となる。
粉末の構成元素の硝酸塩をアミノ酸の錯体との溶液を加
熱，溶媒を蒸発させると，自己燃焼反応が起こり，組成
の均一なＢｉ系磁性ガーネット酸化物粉末が製造され
る。この反応は非常に速やかに起こるため，（Ｒ1-X Ｂ
ｉx ）3 Ｆｅ5 Ｏ12（但し０≦ｘ≦１）の磁性ガーネッ
ト酸化物粉末においてｘ≧２／３であるような磁性ガー
ネット酸化物粉末の製造が可能となる。
【００４２】さらに，この方法によれば，反応が瞬時に
進むことから粒成長が起こらないため，粒径が０．５μ
ｍ以下の粒度分布幅の狭いＢｉ系磁性ガーネット酸化物
粉末を製造することができる。
進むことから粒成長が起こらないため，粒径が０．５μ
ｍ以下の粒度分布幅の狭いＢｉ系磁性ガーネット酸化物
粉末を製造することができる。
【００４３】また，本発明によれば異方的な形状のＢｉ
系磁性ガーネット酸化物粉末の製造が可能である。さら
に，本発明により製造されたＢｉ系磁性ガーネット酸化
物粉末を基板に塗布した後，熱処理することによりＢｉ
系磁性ガーネット膜の製造が可能である。
系磁性ガーネット酸化物粉末の製造が可能である。さら
に，本発明により製造されたＢｉ系磁性ガーネット酸化
物粉末を基板に塗布した後，熱処理することによりＢｉ
系磁性ガーネット膜の製造が可能である。
【００４４】また，本発明において，上述の自己燃焼法
で製造された粉末を基板に塗布して得られた磁性ガーネ
ット膜は，従来の液相エピタキシャル法やスパッタ法の
ものよりも大きな面積のものが容易に得られるため磁気
光学素子のコストダウンが可能となる。この自己燃焼反
応は非常に速やかに起こるため，（Ｒ1-x Ｂｉx ）3Ｆ
ｅ5 Ｏ12（但し０≦ｘ≦１）の磁性ガーネット粉末にお
いてｘ≧２／３であるような磁性ガーネット粉末が得ら
れこれを用いて磁性ガーネット膜を製造するので，従来
よりも薄い磁性ガーネット膜でファラデー回転角の大き
な磁気光学素子即ち光透過率の大きい素子の製造が可能
になる。
で製造された粉末を基板に塗布して得られた磁性ガーネ
ット膜は，従来の液相エピタキシャル法やスパッタ法の
ものよりも大きな面積のものが容易に得られるため磁気
光学素子のコストダウンが可能となる。この自己燃焼反
応は非常に速やかに起こるため，（Ｒ1-x Ｂｉx ）3Ｆ
ｅ5 Ｏ12（但し０≦ｘ≦１）の磁性ガーネット粉末にお
いてｘ≧２／３であるような磁性ガーネット粉末が得ら
れこれを用いて磁性ガーネット膜を製造するので，従来
よりも薄い磁性ガーネット膜でファラデー回転角の大き
な磁気光学素子即ち光透過率の大きい素子の製造が可能
になる。
【００４５】
【実施例】以下，本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００４６】（実施例１）光スイッチにおいて自己燃焼
法により作製した粉末を用いて磁性ガーネット膜を作製
し，それを用いて磁気光学素子を作製し光スイッチを作
製した。
法により作製した粉末を用いて磁性ガーネット膜を作製
し，それを用いて磁気光学素子を作製し光スイッチを作
製した。
【００４７】粉末の製法は以下の通りである。まず，
Ｙ，Ｂｉ，及びＦｅの硝酸塩を（Ｙ1- x Ｂｉx ）3 Ｆｅ
5 Ｏ12（但しｘ＝０．５）となるように秤量し，純水に
溶解し，その溶液中にアミノ酢酸を１５ｗｔ％となるよ
うに添加しよく混合した。次にこの溶液を３００℃に加
熱し水分を蒸発させた。水分蒸発後，溶液の残留物は自
己燃焼反応を起こし，磁性ガーネット粉末が得られた。
Ｙ，Ｂｉ，及びＦｅの硝酸塩を（Ｙ1- x Ｂｉx ）3 Ｆｅ
5 Ｏ12（但しｘ＝０．５）となるように秤量し，純水に
溶解し，その溶液中にアミノ酢酸を１５ｗｔ％となるよ
うに添加しよく混合した。次にこの溶液を３００℃に加
熱し水分を蒸発させた。水分蒸発後，溶液の残留物は自
己燃焼反応を起こし，磁性ガーネット粉末が得られた。
【００４８】これをジオメタンと混合し，ガラス基板上
に塗布してスピンナー上で毎分１００回転と高速回転さ
せて膜厚を±１０％以下に均一化して磁性ガーネット膜
を作製した。この方法で作製した磁性ガーネット膜の面
積は１００ｃｍ2 であった。従来の液相エピタキシャル
法により製造した磁性ガーネット膜の面積は最大２５ｃ
ｍ2 程度であるので，上述の方法によれば従来の磁性ガ
ーネット膜よりも大きな面積のものを得ることができる
ことが判明した。
に塗布してスピンナー上で毎分１００回転と高速回転さ
せて膜厚を±１０％以下に均一化して磁性ガーネット膜
を作製した。この方法で作製した磁性ガーネット膜の面
積は１００ｃｍ2 であった。従来の液相エピタキシャル
法により製造した磁性ガーネット膜の面積は最大２５ｃ
ｍ2 程度であるので，上述の方法によれば従来の磁性ガ
ーネット膜よりも大きな面積のものを得ることができる
ことが判明した。
【００４９】図１及び図２は本発明の実施例１に係る光
スイッチの構成例を概略的に示しており，磁気光学素子
を上記製法で作製したものを用いたことを除いて，従来
のものと同様な構成を有する。そして，図１に示される
光スイッチは，磁気光学素子に印加する磁場の反転によ
りスイッチング動作させるものであり，図２に示される
光スイッチは，磁場の印加と解除によりスイッチング動
作させるものである。さらに具体的に説明すると，図１
の光スイッチは，第１の複屈折結晶板２と，磁気光学素
子１２と，１／２波長板３と，第１の複屈折結晶板２と
同じ結晶方位を有し同じ厚さの第２の複屈折結晶板４
と，光検出器５とを光路中で，入射側からこの順序に並
べた構成である。磁気光学素子１の周囲には磁場を印加
するためのコイル６が設けられており，このコイル６に
印加する電流の方向を反転できるように構成される。図
１（Ａ）は光スイッチがオンの状態を示している。コイ
ル６に流す電流により磁気光学素子１には，白抜きの矢
印で示される向きの外部磁界（Ｈａ）が印加される。ま
ず，入射した光１０ａは第１の複屈折結晶板２で第１の
成分（Ｐ成分）と第２の成分（Ｓ成分）に分離され，磁
気光学素子１でその偏波面が４５度回転される。そして
１／２波長板３で同方向にさらに４５度回転される。こ
の結果，Ｓ成分はＰ成分に，またＰ成分はＳ成分に夫々
変換されて第２の複屈折結晶板４に入射する。このため
分離されていた光は再び一致し，第２の複屈折結晶板４
から出る光１０ｂは１本に集められた光検出器５で受光
される。
スイッチの構成例を概略的に示しており，磁気光学素子
を上記製法で作製したものを用いたことを除いて，従来
のものと同様な構成を有する。そして，図１に示される
光スイッチは，磁気光学素子に印加する磁場の反転によ
りスイッチング動作させるものであり，図２に示される
光スイッチは，磁場の印加と解除によりスイッチング動
作させるものである。さらに具体的に説明すると，図１
の光スイッチは，第１の複屈折結晶板２と，磁気光学素
子１２と，１／２波長板３と，第１の複屈折結晶板２と
同じ結晶方位を有し同じ厚さの第２の複屈折結晶板４
と，光検出器５とを光路中で，入射側からこの順序に並
べた構成である。磁気光学素子１の周囲には磁場を印加
するためのコイル６が設けられており，このコイル６に
印加する電流の方向を反転できるように構成される。図
１（Ａ）は光スイッチがオンの状態を示している。コイ
ル６に流す電流により磁気光学素子１には，白抜きの矢
印で示される向きの外部磁界（Ｈａ）が印加される。ま
ず，入射した光１０ａは第１の複屈折結晶板２で第１の
成分（Ｐ成分）と第２の成分（Ｓ成分）に分離され，磁
気光学素子１でその偏波面が４５度回転される。そして
１／２波長板３で同方向にさらに４５度回転される。こ
の結果，Ｓ成分はＰ成分に，またＰ成分はＳ成分に夫々
変換されて第２の複屈折結晶板４に入射する。このため
分離されていた光は再び一致し，第２の複屈折結晶板４
から出る光１０ｂは１本に集められた光検出器５で受光
される。
【００５０】それに対して，コイル６に逆向きの電流を
流し，図１（Ｂ）に示すように磁気光学素子１に印加す
る磁場の方向を白抜きの矢印Ｈｂで示す方向に反転させ
ると，第１の複屈折結晶板２で分離されたＰ成分とＳ成
分は磁気光学素子１では前記オンの時とは逆方向に４５
度偏波面が回転する。次いで１／２波長板４では前記オ
ンの時と同じように４５度回転するので，磁気光学素子
１による偏波面の回転波長板１／２波長板３による偏波
面の回転とはちょうど相殺されＳ成分はＳ成分のまま，
またＰ成分はＰ成分のまま第２の複屈折結晶板４に達す
る。したがってそれを通過した光は更に分離した光１０
ｃ及び１０ｄに夫々なり，光検出器５には達しない。
流し，図１（Ｂ）に示すように磁気光学素子１に印加す
る磁場の方向を白抜きの矢印Ｈｂで示す方向に反転させ
ると，第１の複屈折結晶板２で分離されたＰ成分とＳ成
分は磁気光学素子１では前記オンの時とは逆方向に４５
度偏波面が回転する。次いで１／２波長板４では前記オ
ンの時と同じように４５度回転するので，磁気光学素子
１による偏波面の回転波長板１／２波長板３による偏波
面の回転とはちょうど相殺されＳ成分はＳ成分のまま，
またＰ成分はＰ成分のまま第２の複屈折結晶板４に達す
る。したがってそれを通過した光は更に分離した光１０
ｃ及び１０ｄに夫々なり，光検出器５には達しない。
【００５１】図２は外部磁界のオンオフによりスイッチ
ング制御する光スイッチの構成を示している。図２の光
スイッチにおいては，外部磁界のオンオフは，コイル６
に通電する電流のオンオフで制御されている。図２に示
すように，光スイッチは，ファラデー回転角が９０度の
磁気光学素子１を挾んでその前後に第１及び第２の偏光
子２´，４´を配設している。なお２個の偏光子２´，
４´の偏波面の方向は動作モードに応じて同一であって
も，９０度異なるように受けてもよい。また，磁場はコ
イル６に電流を印加することにより誘起され，スイッチ
９によりオンオフすることにより制御される。磁気光学
素子１の内部には磁性ガーネット膜３´が入っている。
尚，図中符号７はコイルに電流を印加するための直流電
源で，符号８は抵抗である。
ング制御する光スイッチの構成を示している。図２の光
スイッチにおいては，外部磁界のオンオフは，コイル６
に通電する電流のオンオフで制御されている。図２に示
すように，光スイッチは，ファラデー回転角が９０度の
磁気光学素子１を挾んでその前後に第１及び第２の偏光
子２´，４´を配設している。なお２個の偏光子２´，
４´の偏波面の方向は動作モードに応じて同一であって
も，９０度異なるように受けてもよい。また，磁場はコ
イル６に電流を印加することにより誘起され，スイッチ
９によりオンオフすることにより制御される。磁気光学
素子１の内部には磁性ガーネット膜３´が入っている。
尚，図中符号７はコイルに電流を印加するための直流電
源で，符号８は抵抗である。
【００５２】以上，説明したように，本発明の実施例１
によれば従来よりも大きな面積の磁性ガーネット膜が容
易に得られるので，磁気光学素子の低コスト化を図るこ
とができ，さらには光スイッチの低コスト化が可能とな
った。
によれば従来よりも大きな面積の磁性ガーネット膜が容
易に得られるので，磁気光学素子の低コスト化を図るこ
とができ，さらには光スイッチの低コスト化が可能とな
った。
【００５３】（実施例２）図３は本発明に関するもので
あって，実施例１で得られたＢｉ系磁性ガーネット粉を
ジオメタンと混合し，ガラス基板上に塗布して得られた
磁性膜のファラデー回転角のＢｉ組成依存性を示すもの
である。図３中において，実線（○）（ロ）は，本発明
によるＢｉ系磁性ガーネット膜のファラデー回転角を示
し，点線（●）（イ）は，比較例としてスパッタ法によ
り製造されたもののファラデー回転角度を示した。本比
較例においては，ファラデー回転角が４５°以上を得る
のに充分な膜厚のものを製造することはできなかった。
あって，実施例１で得られたＢｉ系磁性ガーネット粉を
ジオメタンと混合し，ガラス基板上に塗布して得られた
磁性膜のファラデー回転角のＢｉ組成依存性を示すもの
である。図３中において，実線（○）（ロ）は，本発明
によるＢｉ系磁性ガーネット膜のファラデー回転角を示
し，点線（●）（イ）は，比較例としてスパッタ法によ
り製造されたもののファラデー回転角度を示した。本比
較例においては，ファラデー回転角が４５°以上を得る
のに充分な膜厚のものを製造することはできなかった。
【００５４】本発明の実施例２に関する粉末作製法は次
の通りである。
の通りである。
【００５５】まずＹ，Ｂｉ，Ｆｅの硝酸塩を（Ｙ1-x Ｂ
ｉx ）3 Ｆｅ5 Ｏ12（ｘ＝０．２，０．４，０．６，
０．８）になるように秤量し，純水に溶解し，その溶液
中にアミノ酢酸を１５ｗｔ％となるように添加して良く
混合した。次にこの溶液を３００℃に加熱し水分を蒸発
させた。水分蒸発後，溶液の残留物は自己燃焼反応を起
こし，磁性ガーネット粉末が得られた。さらにこの粉末
をジオメタンと混合し，ガラス基板上に塗布することに
より磁性ガーネット膜複合板を得た。
ｉx ）3 Ｆｅ5 Ｏ12（ｘ＝０．２，０．４，０．６，
０．８）になるように秤量し，純水に溶解し，その溶液
中にアミノ酢酸を１５ｗｔ％となるように添加して良く
混合した。次にこの溶液を３００℃に加熱し水分を蒸発
させた。水分蒸発後，溶液の残留物は自己燃焼反応を起
こし，磁性ガーネット粉末が得られた。さらにこの粉末
をジオメタンと混合し，ガラス基板上に塗布することに
より磁性ガーネット膜複合板を得た。
【００５６】この実施例２からわかるように本発明によ
れば，従来のスパッタ法よりもファラデー回転角の大き
いＢｉ系磁性ガーネット膜が容易に得られる。
れば，従来のスパッタ法よりもファラデー回転角の大き
いＢｉ系磁性ガーネット膜が容易に得られる。
【００５７】さらに，実施例２に係る方法により作製し
た磁性ガーネット膜（Ｂｉ3 Ｆｅ5Ｏ12）を用いて磁気
光学素子を作製し，光スイッチとしての性能を評価し
た。スイッチの構成は図２に示した構成と同様のものを
用いた。使用した光源の波長はλ＝０．８μｍ，磁性ガ
ーネット膜の厚さは２０μｍとし，ガラス−ガーネット
膜複合板の両面に波長０．８μｍに対する無反射コート
膜を施した。性能評価の結果，オン状態で透過率７０
％，オフ状態で同じく０．５％が得られ，このガラスガ
ーネット膜複合板か光スイッチとして動作することを確
認できた。
た磁性ガーネット膜（Ｂｉ3 Ｆｅ5Ｏ12）を用いて磁気
光学素子を作製し，光スイッチとしての性能を評価し
た。スイッチの構成は図２に示した構成と同様のものを
用いた。使用した光源の波長はλ＝０．８μｍ，磁性ガ
ーネット膜の厚さは２０μｍとし，ガラス−ガーネット
膜複合板の両面に波長０．８μｍに対する無反射コート
膜を施した。性能評価の結果，オン状態で透過率７０
％，オフ状態で同じく０．５％が得られ，このガラスガ
ーネット膜複合板か光スイッチとして動作することを確
認できた。
【００５８】（実施例３）図４は本発明の実施例３によ
るＢｉ系磁性ガーネット酸化物粉末の粒度分布と比較例
として従来の製造方法により製造されたＢｉ系磁性ガー
ネット酸化物粉末の粒度分布を示す図である。図４にお
いて，曲線（１１）は実施例３のＢｉ系磁性ガーネット
酸化物粉末の粒度分布であり，曲線（１２）は比較例と
して共沈法により製造されたＢｉ系磁性ガーネット酸化
物粉末の粒度分布，曲線（１３）は従来の粉末冶金法に
より製造されたＢｉ系磁性ガーネット酸化物粉末の粒度
分布を示している。
るＢｉ系磁性ガーネット酸化物粉末の粒度分布と比較例
として従来の製造方法により製造されたＢｉ系磁性ガー
ネット酸化物粉末の粒度分布を示す図である。図４にお
いて，曲線（１１）は実施例３のＢｉ系磁性ガーネット
酸化物粉末の粒度分布であり，曲線（１２）は比較例と
して共沈法により製造されたＢｉ系磁性ガーネット酸化
物粉末の粒度分布，曲線（１３）は従来の粉末冶金法に
より製造されたＢｉ系磁性ガーネット酸化物粉末の粒度
分布を示している。
【００５９】図４の曲線（１４）に示す本発明の実施例
３に係るＢｉ系磁性ガーネット酸化物粉末の製造方法は
次の通りである。Ｂｉ，Ｙ，Ｆｅ，の硝酸塩をＢｉ1.4
Ｙ1. 6 Ｆｅ5 Ｏ12で示す化学組成となるように秤量し，
純水中に溶解させ，その水溶液中に，アミノ酢酸が１５
ｗｔ％となるように添加しよく混合した。次に，このア
ミノ酸混合溶液を３００℃に加熱し，アミノ酸混合液中
の水分を蒸発させた。水分蒸発後，溶液の残留物は自己
燃焼反応を起こし，Ｂｉ系磁性ガーネット酸化物粉末が
得られた。
３に係るＢｉ系磁性ガーネット酸化物粉末の製造方法は
次の通りである。Ｂｉ，Ｙ，Ｆｅ，の硝酸塩をＢｉ1.4
Ｙ1. 6 Ｆｅ5 Ｏ12で示す化学組成となるように秤量し，
純水中に溶解させ，その水溶液中に，アミノ酢酸が１５
ｗｔ％となるように添加しよく混合した。次に，このア
ミノ酸混合溶液を３００℃に加熱し，アミノ酸混合液中
の水分を蒸発させた。水分蒸発後，溶液の残留物は自己
燃焼反応を起こし，Ｂｉ系磁性ガーネット酸化物粉末が
得られた。
【００６０】また，比較例に係る共沈法によるＢｉ系磁
性ガーネット酸化物粉末の製造を次のように行った。組
成がＢｉ1.4 Ｙ1.6 Ｆｅ5 Ｏ12となるように調整したＢ
ｉ，Ｙ，Ｆｅの硝酸塩を純水に溶解し，これにアンモニ
ア水を混入し，共沈澱物を得た。最終的な溶液のｐＨは
１０．７であった。この沈澱物を５００〜７００℃の温
度で１時間熱処理することにより粉末を得た。また，図
４の曲線（１３）に示したＢｉ系磁性ガーネット酸化物
粉末の製造方法は次の通りである。原料としては，Ｂｉ
2 Ｏ3 ，Ｙ2 Ｏ3 ，Ｆｅ2 Ｏ3 の粉末を純水中で４０時
間エンプラ製のボールミルで混合し，脱水，乾燥させた
後，７００℃で熱処理して，粉末を得た。得られた粒度
分布を調べたその結果を図１４に示す。
性ガーネット酸化物粉末の製造を次のように行った。組
成がＢｉ1.4 Ｙ1.6 Ｆｅ5 Ｏ12となるように調整したＢ
ｉ，Ｙ，Ｆｅの硝酸塩を純水に溶解し，これにアンモニ
ア水を混入し，共沈澱物を得た。最終的な溶液のｐＨは
１０．７であった。この沈澱物を５００〜７００℃の温
度で１時間熱処理することにより粉末を得た。また，図
４の曲線（１３）に示したＢｉ系磁性ガーネット酸化物
粉末の製造方法は次の通りである。原料としては，Ｂｉ
2 Ｏ3 ，Ｙ2 Ｏ3 ，Ｆｅ2 Ｏ3 の粉末を純水中で４０時
間エンプラ製のボールミルで混合し，脱水，乾燥させた
後，７００℃で熱処理して，粉末を得た。得られた粒度
分布を調べたその結果を図１４に示す。
【００６１】図４からわかるように，本発明の実施例３
によれば，従来の方法に比べて粒度分布が狭く，平均粒
径の小さな粉末が得られる。なお，本発明の実施例３に
おいて，希土類としてＹの代わりに他の希土類元素の硝
酸塩を用いても同様の結果が得られた。
によれば，従来の方法に比べて粒度分布が狭く，平均粒
径の小さな粉末が得られる。なお，本発明の実施例３に
おいて，希土類としてＹの代わりに他の希土類元素の硝
酸塩を用いても同様の結果が得られた。
【００６２】（実施例４）図５は本発明の実施例４によ
るＢｉ系磁性ガーネット酸化物｛（Ｂｉx Ｙ1-X）3 Ｆ
ｅ5 Ｏ12（但し０≦ｘ≦１）｝粉末のＢｉ組成（ｘ）を
変化させたときの磁性ガーネットのＸ線回折強度のピー
ク比の変化を示し，併せて従来法である共沈法により製
造されたＢｉ系磁性ガーネット酸化物粉末の磁性ガーネ
ットのＸ線回折強度のピーク比の変化を示した。図５に
おいて，黒丸を結んだ実線（１４）は本発明の実施例４
に係るＢｉ系磁性ガーネット酸化物粉末，白丸を結んだ
破線（１５）は従来例に係るＢｉ系磁性ガーネット酸化
物粉末を夫々示している。
るＢｉ系磁性ガーネット酸化物｛（Ｂｉx Ｙ1-X）3 Ｆ
ｅ5 Ｏ12（但し０≦ｘ≦１）｝粉末のＢｉ組成（ｘ）を
変化させたときの磁性ガーネットのＸ線回折強度のピー
ク比の変化を示し，併せて従来法である共沈法により製
造されたＢｉ系磁性ガーネット酸化物粉末の磁性ガーネ
ットのＸ線回折強度のピーク比の変化を示した。図５に
おいて，黒丸を結んだ実線（１４）は本発明の実施例４
に係るＢｉ系磁性ガーネット酸化物粉末，白丸を結んだ
破線（１５）は従来例に係るＢｉ系磁性ガーネット酸化
物粉末を夫々示している。
【００６３】図５に示す本発明の実施例４に係るＢｉ系
磁性ガーネット酸化物粉末の製造方法は次の通りであ
る。まず，Ｙ，Ｂｉ，Ｆｅの夫々の硝酸塩を｛（Ｂｉx
Ｙ1-X）3 Ｆｅ5 Ｏ12（但しｘ＝０，０．１，０．３，
０．５，０．７，１）｝のモル比となるように秤量し，
純水に溶解し，その水溶液中にアミノ酢酸を１５ｗｔ％
となるように添加しよく混合した。次に，このアミノ酸
水溶液を３００℃に加熱し水分を蒸発させた。水分蒸発
後，溶液の残留物は自己燃焼反応を起こし，磁性ガーネ
ット粉末が得られた。
磁性ガーネット酸化物粉末の製造方法は次の通りであ
る。まず，Ｙ，Ｂｉ，Ｆｅの夫々の硝酸塩を｛（Ｂｉx
Ｙ1-X）3 Ｆｅ5 Ｏ12（但しｘ＝０，０．１，０．３，
０．５，０．７，１）｝のモル比となるように秤量し，
純水に溶解し，その水溶液中にアミノ酢酸を１５ｗｔ％
となるように添加しよく混合した。次に，このアミノ酸
水溶液を３００℃に加熱し水分を蒸発させた。水分蒸発
後，溶液の残留物は自己燃焼反応を起こし，磁性ガーネ
ット粉末が得られた。
【００６４】また，比較例として共沈法による粉末の製
造は次のように行った。
造は次のように行った。
【００６５】Ｙ，Ｂｉ，Ｆｅの硝酸塩を｛（Ｂｉx Ｙ
1-X ）3 Ｆｅ5 Ｏ12（但しｘ＝０，０．１，０．３，
０．５，０．７，１）｝となるように秤量し，純水に溶
解し，これにアンモニア水を混入し，共沈澱物を得た。
最終的な溶液のｐＨは１０．７であった。この沈澱物を
５００〜７００℃の温度で１時間熱処理することにより
粉末を得た。
1-X ）3 Ｆｅ5 Ｏ12（但しｘ＝０，０．１，０．３，
０．５，０．７，１）｝となるように秤量し，純水に溶
解し，これにアンモニア水を混入し，共沈澱物を得た。
最終的な溶液のｐＨは１０．７であった。この沈澱物を
５００〜７００℃の温度で１時間熱処理することにより
粉末を得た。
【００６６】図５からわかるように，実線（１４）で示
される実施例４に係るＢｉ系磁性ガーネット酸化物粉末
では，Ｂｉの組成に依存することなく磁性ガーネット酸
化物粉末が得られ，他方，破線（１５）で示される従来
法である共沈法により得られたＢｉ系磁性ガーネット粉
末においては，ｘ≧０．５ではＢｉ系磁性ガーネット酸
化物粉末が得られない。
される実施例４に係るＢｉ系磁性ガーネット酸化物粉末
では，Ｂｉの組成に依存することなく磁性ガーネット酸
化物粉末が得られ，他方，破線（１５）で示される従来
法である共沈法により得られたＢｉ系磁性ガーネット粉
末においては，ｘ≧０．５ではＢｉ系磁性ガーネット酸
化物粉末が得られない。
【００６７】なお，本発明の実施例４において，希土類
としてＹの代わりに他の希土類元素の硝酸塩を用いても
同様の結果が得られた。
としてＹの代わりに他の希土類元素の硝酸塩を用いても
同様の結果が得られた。
【００６８】（実施例５）図６は本発明の実施例５に係
るＢｉ系磁性ガーネット酸化物粉末の形状を示す図であ
り，比較の為に従来例によるＢｉ系磁性ガーネット酸化
物粉末の形状を示した。図６の縦軸は相対頻度を，横軸
は粉体のＳＥＭ像より２次元的な解析により粉体の慣性
モーメントを求め，それに相当する楕円の短軸／長軸の
比を示している。粉末の製造方法は，実施例４と同様の
方法によるもので，実線の曲線（１６）は実施例３に係
る粉末，破線の曲線（１７）は従来の共沈法によるもの
である。
るＢｉ系磁性ガーネット酸化物粉末の形状を示す図であ
り，比較の為に従来例によるＢｉ系磁性ガーネット酸化
物粉末の形状を示した。図６の縦軸は相対頻度を，横軸
は粉体のＳＥＭ像より２次元的な解析により粉体の慣性
モーメントを求め，それに相当する楕円の短軸／長軸の
比を示している。粉末の製造方法は，実施例４と同様の
方法によるもので，実線の曲線（１６）は実施例３に係
る粉末，破線の曲線（１７）は従来の共沈法によるもの
である。
【００６９】この図からわかるように，本発明の実施例
３によれば，従来の共沈法に比べて（短軸／長軸）比の
大きい形状の分布を有する粉末が得られる。
３によれば，従来の共沈法に比べて（短軸／長軸）比の
大きい形状の分布を有する粉末が得られる。
【００７０】また本発明において，粉末の形状に及ぼす
効果は，希土類元素の量及び種類にはよらない。
効果は，希土類元素の量及び種類にはよらない。
【００７１】（実施例６）図７は本発明の実施例６によ
るＢｉ系磁性ガーネット酸化物粉末から形成した磁性薄
膜のファラデー回転角のＢｉ組成依存性を示す図であ
り，比較の為に，スパッタ法により製造されたものを示
した。図７において，「○」で示す実線（ニ）は，本発
明の実施例６によるＢｉ系磁性ガーネット膜のファラデ
ー回転角を示し，「●」に示す破線（ハ）は比較例のス
パッタ法により製造された磁性薄膜のファラデー回転角
を示している。
るＢｉ系磁性ガーネット酸化物粉末から形成した磁性薄
膜のファラデー回転角のＢｉ組成依存性を示す図であ
り，比較の為に，スパッタ法により製造されたものを示
した。図７において，「○」で示す実線（ニ）は，本発
明の実施例６によるＢｉ系磁性ガーネット膜のファラデ
ー回転角を示し，「●」に示す破線（ハ）は比較例のス
パッタ法により製造された磁性薄膜のファラデー回転角
を示している。
【００７２】本発明の実施例６に係る磁性薄膜の製造方
法は次の通りである。まずＹ，Ｂｉ，Ｆｅの硝酸塩を
｛（Ｂｉx Ｙ1-X ）3 Ｆｅ5 Ｏ12（但しｘ＝０，０．
２，０．４，０．６，０．８）｝となるように秤量し，
純水に溶解し，その溶液中にアミノ酢酸を１５ｗｔ％と
なるように添加しよく混合した。次にこの溶液を３００
℃に加熱し水分を蒸発させた。水分蒸発後，溶液の残留
物は自己燃焼反応を起し，磁性ガーネット粉末が得られ
た。さらにこの粉末をジオメタンと混合し，セラミック
基板上に塗布して，１００〜３００℃の温度で熱処理す
ることにより磁性膜を得た。
法は次の通りである。まずＹ，Ｂｉ，Ｆｅの硝酸塩を
｛（Ｂｉx Ｙ1-X ）3 Ｆｅ5 Ｏ12（但しｘ＝０，０．
２，０．４，０．６，０．８）｝となるように秤量し，
純水に溶解し，その溶液中にアミノ酢酸を１５ｗｔ％と
なるように添加しよく混合した。次にこの溶液を３００
℃に加熱し水分を蒸発させた。水分蒸発後，溶液の残留
物は自己燃焼反応を起し，磁性ガーネット粉末が得られ
た。さらにこの粉末をジオメタンと混合し，セラミック
基板上に塗布して，１００〜３００℃の温度で熱処理す
ることにより磁性膜を得た。
【００７３】また，比較例においては，ファラデー回転
角が４５°以上を得るのに充分な膜厚のものを製造する
ことはできなかったが，本発明の実施例４においては，
ファラデー回転角が４５°以上のものが得られた。
角が４５°以上を得るのに充分な膜厚のものを製造する
ことはできなかったが，本発明の実施例４においては，
ファラデー回転角が４５°以上のものが得られた。
【００７４】この実施例からわかるように本発明の実施
例４によれば，従来のスパッタ法よりもファラデー回転
角の大きいＢｉ系磁性ガーネット膜が容易に得られる。
例４によれば，従来のスパッタ法よりもファラデー回転
角の大きいＢｉ系磁性ガーネット膜が容易に得られる。
【００７５】
【発明の効果】以上，説明したように，本発明によれ
ば，Ｂｉ系磁性ガーネット酸化物粉末の製造が可能であ
る。
ば，Ｂｉ系磁性ガーネット酸化物粉末の製造が可能であ
る。
【００７６】また，本発明によれば，共沈法等の製造方
法に比べて，その組成を（Ｒ１−ｘＢｉｘ）３Ｆｅ５Ｏ
１２（但し０≦ｘ≦１）と表したとき，ｘの大きいＢｉ
系磁性ガーネット酸化物粉末の製造方法を提供すること
ができる。
法に比べて，その組成を（Ｒ１−ｘＢｉｘ）３Ｆｅ５Ｏ
１２（但し０≦ｘ≦１）と表したとき，ｘの大きいＢｉ
系磁性ガーネット酸化物粉末の製造方法を提供すること
ができる。
【００７７】また，本発明によれば，より微細であり，
異方的な形状を有するＢｉ系磁性ガーネット酸化物粉末
の製造方法を提供することができる。さらに，本発明に
よれば，スパッタ法よりも容易にファラデー回転角の大
きなＢｉ系磁性ガーネット膜の製造方法を提供すること
ができる。
異方的な形状を有するＢｉ系磁性ガーネット酸化物粉末
の製造方法を提供することができる。さらに，本発明に
よれば，スパッタ法よりも容易にファラデー回転角の大
きなＢｉ系磁性ガーネット膜の製造方法を提供すること
ができる。
【００７８】また，本発明では，液相エピタキシャル法
やスパッタ法により得られる磁性ガーネット膜よりも大
面積の磁性膜を用いるので，磁気光学素子の低コスト化
が図られ，従来の光スイッチと同等以上の特性のものが
より低価格で提供可能となる。
やスパッタ法により得られる磁性ガーネット膜よりも大
面積の磁性膜を用いるので，磁気光学素子の低コスト化
が図られ，従来の光スイッチと同等以上の特性のものが
より低価格で提供可能となる。
【００７９】また，本発明によれば，自己燃焼反応は非
常に速やかに起こるため，（Ｒ1-xＢｉx ）3 Ｆｅ5 Ｏ
12（但し０≦ｘ≦１）においてｘ≧２／３であるような
磁性ガーネット粉末の製造が可能であるので，薄い磁性
ガーネット膜で磁気光学素子を構成することが可能とな
り，光の透過率の大きい光スイッチの提供が可能とな
る。
常に速やかに起こるため，（Ｒ1-xＢｉx ）3 Ｆｅ5 Ｏ
12（但し０≦ｘ≦１）においてｘ≧２／３であるような
磁性ガーネット粉末の製造が可能であるので，薄い磁性
ガーネット膜で磁気光学素子を構成することが可能とな
り，光の透過率の大きい光スイッチの提供が可能とな
る。
【図１】本発明の実施例１に係る光スイッチの構成を示
すものであって，磁気光学素子に印加する磁場の反転に
よりスイッチング動作させるものであり，（Ａ）は光ス
イッチがオンの状態を，（Ｂ）は光スイッチがオフの状
態をそれぞれ示している。
すものであって，磁気光学素子に印加する磁場の反転に
よりスイッチング動作させるものであり，（Ａ）は光ス
イッチがオンの状態を，（Ｂ）は光スイッチがオフの状
態をそれぞれ示している。
【図２】本発明の実施例１に係る光スイッチであって外
部磁場のオンオフによりスイッチング動作させるもので
ある。
部磁場のオンオフによりスイッチング動作させるもので
ある。
【図３】本発明の実施例３によりＢｉ系磁性ガーネット
粉末を製造し，該粉末をジオメタンと混合し，セラミッ
ク基板上に塗布し，さらに１００〜３００℃の温度で熱
処理として得られた磁性薄膜のファラデー回転角のＢｉ
組成依存性を示すものである。
粉末を製造し，該粉末をジオメタンと混合し，セラミッ
ク基板上に塗布し，さらに１００〜３００℃の温度で熱
処理として得られた磁性薄膜のファラデー回転角のＢｉ
組成依存性を示すものである。
【図４】本発明の実施例３によるＢｉ系磁性ガーネット
酸化物粉末の粒度分布を示す図であり，比較例も併せて
示している。
酸化物粉末の粒度分布を示す図であり，比較例も併せて
示している。
【図５】本発明の実施例４によるＢｉ系磁性ガーネット
酸化物｛（Ｂｉx Ｙ1-X ）3 Ｆｅ5 Ｏ12（但し０≦ｘ≦
１）｝粉末のＢｉ組成（ｘ）を変化させた時のＸ線回折
強度のピーク比の変化を示す図で，比較例として共沈法
により作製したＢｉ系磁性ガーネット酸化物粉末のＸ線
回折強度のピーク比の変化を示した。
酸化物｛（Ｂｉx Ｙ1-X ）3 Ｆｅ5 Ｏ12（但し０≦ｘ≦
１）｝粉末のＢｉ組成（ｘ）を変化させた時のＸ線回折
強度のピーク比の変化を示す図で，比較例として共沈法
により作製したＢｉ系磁性ガーネット酸化物粉末のＸ線
回折強度のピーク比の変化を示した。
【図６】本発明の実施例５によるＢｉ系磁性ガーネット
酸化物粉末の形状の解析結果を示す図であり，比較例と
して共沈法により作製されたＢｉ系磁性ガーネット酸化
物粉末の形状を解析結果も示している。
酸化物粉末の形状の解析結果を示す図であり，比較例と
して共沈法により作製されたＢｉ系磁性ガーネット酸化
物粉末の形状を解析結果も示している。
【図７】本発明の実施例６によりＢｉ系磁性ガーネット
酸化物粉末を製造し，該粉末をジオメタンと混合し，セ
ラミック基板上に塗布して得られた磁性薄膜のファラデ
ー回転角のＢｉ組成依存性を示す図で，比較例としてス
パッタ法により製造されたものも示している。
酸化物粉末を製造し，該粉末をジオメタンと混合し，セ
ラミック基板上に塗布して得られた磁性薄膜のファラデ
ー回転角のＢｉ組成依存性を示す図で，比較例としてス
パッタ法により製造されたものも示している。
１ 磁気光学素子
２，４ 複屈折結晶板
２´，４´ 偏光板
３ １／２波長板
３´ 磁性ガーネット膜
５ 光検出器
６ コイル
７ 直流電源
８ 抵抗
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平４−208501（ＪＰ，Ａ)
特開 昭48−104099（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01F 1/12 - 1/38
Claims (4)
- 【請求項１】 Ｆｅ，Ｂｉ，Ｒ（但し，ＲはＹを含む希
土類元素の内の少なくとも一種）を含むＢｉ−Ｆｅ系ガ
ーネット酸化物粉末の製造方法において， 予め定められたモル比のＢｉ，Ｆｅ，Ｒの夫々の硝酸塩
を含む溶媒を用意する準備工程と，前記硝酸塩を含む溶
媒にアミノ基又はイミノ基を含むカルボン酸を混合した
混合溶液を得る有機酸混合工程と，前記混合溶液を加熱
してＢｉ−Ｆｅ系ガーネット酸化物粉末を得る加熱工程
とを含むことを特徴とする磁性ガーネット酸化物粉末の
製造方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の磁性ガーネット酸化物粉
末の製造方法において，前記加熱工程は，前記溶媒の沸
点以上の温度に加熱された気流中に前記混合溶液を噴霧
して，前記混合溶液中の溶媒を気化させることを含むこ
とを特徴とする磁性ガーネット酸化物粉末の製造方法。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の磁性ガーネット酸
化物粉末の製造方法により得られたＢｉ系磁性ガーネッ
ト酸化物粉末にバインダーを混合するバインダー混合工
程と，基板上に塗布する塗布工程とを含むことを特徴と
する磁性ガーネット酸化物膜の製造方法。 - 【請求項４】 ファラデー回転効果による偏波面回転性
を有する磁気光学素子と偏光素子より成る光スイッチを
製造する方法において，前記磁気光学素子に，Ｂｉ及び
Ｆｅの硝酸塩を必須としたアミノ基又はイミノ基を含む
カルボン酸との錯体の溶液を加熱して粉末を得，この粉
末にバインダーを混合した後，透明基板上に塗布するこ
とにより製造した磁性ガーネット膜を用いること特徴と
する光スイッチの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09333494A JP3463180B2 (ja) | 1994-05-02 | 1994-05-02 | 磁性ガーネット酸化物粉末の製造方法及び磁性ガーネット酸化物膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09333494A JP3463180B2 (ja) | 1994-05-02 | 1994-05-02 | 磁性ガーネット酸化物粉末の製造方法及び磁性ガーネット酸化物膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07302706A JPH07302706A (ja) | 1995-11-14 |
| JP3463180B2 true JP3463180B2 (ja) | 2003-11-05 |
Family
ID=14079377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09333494A Expired - Fee Related JP3463180B2 (ja) | 1994-05-02 | 1994-05-02 | 磁性ガーネット酸化物粉末の製造方法及び磁性ガーネット酸化物膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3463180B2 (ja) |
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| US9563733B2 (en) | 2009-05-06 | 2017-02-07 | Tela Innovations, Inc. | Cell circuit and layout with linear finfet structures |
| US8658542B2 (en) | 2006-03-09 | 2014-02-25 | Tela Innovations, Inc. | Coarse grid design methods and structures |
| US8448102B2 (en) | 2006-03-09 | 2013-05-21 | Tela Innovations, Inc. | Optimizing layout of irregular structures in regular layout context |
| US8541879B2 (en) | 2007-12-13 | 2013-09-24 | Tela Innovations, Inc. | Super-self-aligned contacts and method for making the same |
| US8839175B2 (en) | 2006-03-09 | 2014-09-16 | Tela Innovations, Inc. | Scalable meta-data objects |
| US9230910B2 (en) | 2006-03-09 | 2016-01-05 | Tela Innovations, Inc. | Oversized contacts and vias in layout defined by linearly constrained topology |
| US9035359B2 (en) | 2006-03-09 | 2015-05-19 | Tela Innovations, Inc. | Semiconductor chip including region including linear-shaped conductive structures forming gate electrodes and having electrical connection areas arranged relative to inner region between transistors of different types and associated methods |
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| US7446352B2 (en) | 2006-03-09 | 2008-11-04 | Tela Innovations, Inc. | Dynamic array architecture |
| US9009641B2 (en) | 2006-03-09 | 2015-04-14 | Tela Innovations, Inc. | Circuits with linear finfet structures |
| US7956421B2 (en) | 2008-03-13 | 2011-06-07 | Tela Innovations, Inc. | Cross-coupled transistor layouts in restricted gate level layout architecture |
| US8653857B2 (en) | 2006-03-09 | 2014-02-18 | Tela Innovations, Inc. | Circuitry and layouts for XOR and XNOR logic |
| US7763534B2 (en) | 2007-10-26 | 2010-07-27 | Tela Innovations, Inc. | Methods, structures and designs for self-aligning local interconnects used in integrated circuits |
| US8667443B2 (en) | 2007-03-05 | 2014-03-04 | Tela Innovations, Inc. | Integrated circuit cell library for multiple patterning |
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| KR101749351B1 (ko) | 2008-07-16 | 2017-06-20 | 텔라 이노베이션스, 인코포레이티드 | 동적 어레이 아키텍쳐에서의 셀 페이징과 배치를 위한 방법 및 그 구현 |
| US9122832B2 (en) | 2008-08-01 | 2015-09-01 | Tela Innovations, Inc. | Methods for controlling microloading variation in semiconductor wafer layout and fabrication |
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-
1994
- 1994-05-02 JP JP09333494A patent/JP3463180B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07302706A (ja) | 1995-11-14 |
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