JP4844464B2 - 磁性ガーネット単結晶及びそれを用いたファラデー回転子 - Google Patents
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Description
本発明は、液相エピタキシャル法（ＬＰＥ法）により育成した磁性ガーネット単結晶及びそれを用いたファラデー回転子に関する。
ファラデー回転子は、通信用光アイソレータや光サーキュレータ等において、光の偏光面を４５度（ｄｅｇ．）回転させる光学素子として使用される。ファラデー回転子は、一般に、ＬＰＥ法で育成した磁性ガーネット単結晶板をファラデー回転角が４５ｄｅｇ．となるように研磨し、光入射／射出面に反射防止膜を成膜して作製される。
ところで、ＬＰＥ法で磁性ガーネット単結晶を育成する際の溶媒として酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）と共に酸化鉛（ＰｂＯ）が用いられる。このため、磁性ガーネット単結晶の育成時には結晶中に少量の鉛（Ｐｂ）が混入する。
近年の環境規制に対応するため、ファラデー回転子から環境負荷物質である鉛の含有量を削減させる努力がなされている。その結果、ＬＰＥ法で磁性ガーネット単結晶を育成する際の溶媒材料としてＰｂに代えてナトリウム（Ｎａ）を使用する技術が確立されつつある。
PARK J.H.，Growth of epitaxial garnet film by LPE for application to integrated magneto-optic light switch arrays，Physica Status Solidi A:Applied Research，June 2004，Vol. 201, No. 8，pp. 1976-1979，CODEN: PSSABA; ISSN: 0031-8965
PARK J.H.，Growth of epitaxial garnet film by LPE for application to integrated magneto-optic light switch arrays，Physica Status Solidi A:Applied Research，June 2004，Vol. 201, No. 8，pp. 1976-1979，CODEN: PSSABA; ISSN: 0031-8965
ところがＮａを溶媒に使用すると、少量のＮａがガーネット単結晶膜に混入し、単結晶に光吸収が発生する。光吸収を持つガーネット単結晶で作製されたファラデー回転子は光損失が増加してしまう。光損失の大きいファラデー回転子で光アイソレータ等の通信用光デバイスを製造するとデバイス特性が低下してしまう問題が生じる。
そこで、４価のカチオン（陽イオン）となってＮａと電荷補償できるＳｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｐｔなどの元素をガーネット単結晶中に添加することで光損失の低減が図られている。
しかしながら、これら４価のカチオンが安定な元素をガーネット単結晶中に単に添加しただけでは、ファラデー回転子の光損失のバラツキが大きくなり、再現性良く最小値まで光損失を低減させたファラデー回転子を製造できないことが分かってきた。
インライン光アイソレータのように低光損失が要求されるデバイスでは特に低い光損失のファラデー回転子が求められる。このような用途に対して、高い再現性で低光損失のファラデー回転子を提供できない点が課題として残っている。
本発明の目的は、Ｎａを含む溶媒を用いて育成しても回転子の光損失を再現良く低減させることができる磁性ガーネット単結晶及びそれを用いたファラデー回転子を提供することにある。
上記目的は、化学式ＢｉαＮａβＭ１３−α−βＦｅ５−γＭ２γＯ１２（Ｍ１はＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕから選択される少なくとも１種類以上の元素、Ｍ２はＳｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｚｒから選択される少なくとも１種類以上の元素であり、０．６００＜α≦１．５００、０．００３≦β≦０．０５０、１．４５０≦３−α−β＜２．３９７、０．２０≦γ／（２β）≦０．８５）で示されることを特徴とする磁性ガーネット単結晶によって達成される。
また上記目的は、化学式ＢｉαＮａβＭ１３−α−βＦｅ５−γＭ２γＯ１２（Ｍ１はＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕから選択される少なくとも１種類以上の元素、Ｍ２はＳｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｚｒから選択される少なくとも１種類以上の元素であり、０．６００＜α≦１．５００、０．００４＜β≦０．０４０、１．４６０≦３−α−β＜２．３９６、０．３０≦γ／（２β）≦０．７０）で示されることを特徴とする磁性ガーネット単結晶によって達成される。
また上記目的は、上記本発明の磁性ガーネット単結晶から作製されることを特徴とするファラデー回転子によって達成される。
本発明によれば、Ｎａを含む溶媒を用いて育成した磁性ガーネット単結晶で作製されるファラデー回転子の光損失を再現良く低減させることができる。
本発明の一実施の形態による磁性ガーネット単結晶及びそれを用いたファラデー回転子について説明する。まず、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、Ｂｉ２Ｏ３及びＢ２Ｏ３を含む溶媒を用いてＬＰＥ法で（ＢｉＧｄＹｂ）３Ｆｅ５Ｏ１２単結晶を育成した。得られた単結晶をファラデー回転子に加工し、波長１．５５μｍの光を入射させて光損失（挿入損失）を測定した。光損失は約３ｄＢであった。
これに対し、Ｐｂを含む溶媒を用いてＬＰＥ法で育成された（ＢｉＧｄＹｂ）３Ｆｅ５Ｏ１２単結晶で作製したファラデー回転子は、光損失を０．０５ｄＢ以下にすることができる。このことから、Ｎａを含む溶媒を用いて育成されたガーネット単結晶の光損失は非常に大きいことが分かる。蛍光Ｘ線分析で組成を調べたところ、Ｎａを含む溶媒から育成したガーネット単結晶からは１００〜３００ｐｐｍのＮａが検出された。Ｂｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶を構成するカチオン（陽イオン）は基本的に全て３価である。このため、１価が安定な価数であるＮａがガーネット単結晶中に入ると、電荷のバランスが崩れてガーネット単結晶が半導体となる。これにより、Ｎａを含むガーネット単結晶では光吸収が発生する。
光吸収を低減させるには、ケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）、スズ（Ｓｎ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）のように安定に４価のカチオンとなる元素をガーネット単結晶に添加することが有効である。ガーネット単結晶の光吸収を抑制することにより、ファラデー回転子の光損失を低減させることが可能になる。Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｚｒはガーネット単結晶中で４価のカチオンが安定となり、ガーネット単結晶中に含有される１価のＮａを電荷補償するので光損失は低くなる。
Ｂｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶を構成するカチオンは基本的に３価の電荷を持つため、ガーネット単結晶中に存在する１価のＮａのカチオンを電荷補償するには、Ｎａ量の２倍（＝２Ｎａ）に相当する量の４価のカチオンが化学量論的には必要になる。ところがＮａの２倍の量の４価カチオンがガーネット単結晶中に存在していてもファラデー回転子の光損失は再現良く最小値にならなかった。
そこで４価のカチオンとなる元素としてゲルマニウム（Ｇｅ）を選び、ガーネット単結晶中のＮａとＧｅの関係式（Ｇｅ／（２Ｎａ））の値を変えながらファラデー回転子の光損失及びそのバラツキを評価した。その結果、関係式（Ｇｅ／（２Ｎａ））の値が１より小さい条件（すなわち、Ｇｅ／（２Ｎａ）＜１）で光損失が低くなる傾向があることが分かった。このとき、ＬＰＥ法でのルツボ内の溶液のＮａ量とＧｅ量を変えることにより、ガーネット単結晶中に含有されるＮａ量、Ｇｅ量及びＮａとＧｅの関係式（Ｇｅ／（２Ｎａ））の値を変えた。
さらに詳細にＮａとＧｅの関係式（Ｇｅ／（２Ｎａ））と光損失の関係を調べると、０．０３ｄＢ以下の極めて低い光損失を持つファラデー回転子を再現良く作製するには、ＮａとＧｅの関係式（Ｇｅ／（２Ｎａ））の値が０．３０以上、０．７０以下であればよいことが分かった。さらに０．０５ｄＢ以下の十分に低い光損失を持つファラデー回転子を再現良く作製する条件を求めたところ、ＮａとＧｅの関係式（Ｇｅ／（２Ｎａ））の値が０．２０以上、０．８５以下であることが望ましいことが分かった。
Ｎａと電荷補償する元素は、Ｂｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶のＦｅと置換可能で、ガーネット単結晶中で４価のカチオンとなるものが適している。そのような元素Ｍ２としてはＳｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｓｎ、Ｈｆ及びＺｒが上げられる。
そこで、Ｎａと４価のカチオンとなる元素Ｍ２の関係式（Ｍ２／（２Ｎａ））の値が０．５０となるように元素Ｍ２の少なくとも１種類以上が添加されたガーネット単結晶を育成してファラデー回転子を作製した。作製されたファラデー回転子の光損失を評価したところ、いずれの元素Ｍ２（又はそれらの組合わせ）を添加したガーネット単結晶から作製したファラデー回転子においても、光損失は再現良く低い値となった。ガーネット単結晶中で安定に４価のカチオンとなるこれらの元素Ｍ２は上記Ｇｅと同じ効果を持つ。従って、Ｎａとの関係式（Ｍ２／（２Ｎａ）；Ｍ２は４価が安定なカチオン）の値が０．３０以上、０．７０以下となる条件で、作製したファラデー回転子の光損失は再現良く最も低くなり、０．２０以上、０．８５以下で光損失の十分に低いファラデー回転子を再現良く作製することが可能になる。これらの効果は複数の４価のカチオンとなる元素Ｍ２を組み合わせた場合でも有効である。例えばＧｅとＴｉを添加した組成では、Ｎａと元素Ｍ２の関係式は（Ｇｅ＋Ｔｉ）／（２Ｎａ）となる。
Ｎａと元素Ｍ２の関係式（Ｍ２／（２Ｎａ））の値が０．２０となるガーネット単結晶は、Ｎａ量と比較してＭ２量を減らした溶液から育成できる。
Ｍ２／（２Ｎａ）が０．８５で、Ｎａ量が０．００３未満とＮａ含有量の少ないガーネット単結晶を育成するには、特にＮａ量が少なくＭ２量が多い溶液から結晶育成する必要がある。Ｎａ量を少なくした溶液では、溶媒の割合を一定に保つため、ルツボに充填するＢｉ２Ｏ３量を増やす必要が生じる。ところが、Ｂｉ２Ｏ３の融液は粘度が高いため、Ｂｉ２Ｏ３の割合が増えると溶液の粘性は高くなる。粘性の高い溶液で結晶育成を行うと、結晶が成長する液相−固相の界面への溶質の供給が阻害されるため、成長速度の低下や結晶欠陥の発生などの問題が生じる。従って、粘性の高い溶液は結晶育成には好ましくない。
このように、Ｍ２／（２Ｎａ）が０．８５でＮａ量が０．００３より少ないガーネット単結晶を育成するには、Ｂｉ２Ｏ３量を増やした粘性の高い溶液から結晶育成する必要がある。しかしながら、これでは結晶欠陥の少ない品質の優れた結晶が得られ難くなり、ファラデー回転子の製造歩留まりが低下する傾向がある。
従って、Ｍ２／（２Ｎａ）が０．８５以下となるガーネット単結晶を得るには、ルツボに充填するＢｉ２Ｏ３量を抑制して溶液の粘性が高くならないようにするため、Ｎａ含有量が０．００３以上のガーネット単結晶を育成することが望ましい。また、同じ理由によりＭ２／（２Ｎａ）が０．７０以下となるガーネット単結晶を得るには、Ｎａ含有量が０．００４以上のガーネット単結晶を育成することが望ましい。
Ｎａと元素Ｍ２の関係式（Ｍ２／（２Ｎａ））の値が０．８５、あるいは０．７０となるガーネット単結晶は、Ｎａ量に比較してＭ２量を増やした溶液から育成できる。そしてＮａ量が０．０５とＮａ含有量の比較的大きなガーネット単結晶を育成するには、特にＮａ量とＭ２量の多い溶液から結晶育成する必要がある。Ｎａと元素Ｍ２は電荷を補償しながらガーネット単結晶に入るため、Ｎａ量とＭ２量を同時に増やさなくてはガーネット単結晶中のＮａ含有量を大きくすることはできない。しかしながら溶液のＮａ量を増やし過ぎるとガーネットではなくＮａＦｅＯ２が析出するため、溶液中のＮａ量は２５ｍｏｌ％程度が上限となる。Ｎａ量が約２５ｍｏｌ％の溶液から、Ｎａ含有量が０．０５０より大きなガーネット単結晶を得るには、Ｍ２／（２Ｎａ）を０．８５より大きくする必要がある。ところがＭ２／（２Ｎａ）が０．８５より大きくなると作製されたファラデー回転子の光損失のバラツキが増し、損失の十分に低いファラデー回転子を再現良く作製できなくなる。従って、ガーネット単結晶中のＮａ含有量は０．０５０以下とすることが望ましい。
また、同じくＮａ量が約２５ｍｏｌ％の溶液から、Ｎａ含有量が０．０４０より大きなガーネット単結晶を得るには、Ｍ２／（２Ｎａ）を０．７０より大きくする必要がある。従って、Ｍ２／（２Ｎａ）を０．７０以下とするためには、ガーネット単結晶中のＮａ含有量は０．０４０以下とすることが望ましい。
元素Ｍ１は、イットリウム（Ｙ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ホルミウム（Ｈｏ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、及びルテチウム（Ｌｕ）から選択される少なくとも１種類以上の元素である。元素Ｍ１には、上記以外の希土類元素である、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、エルビウム（Ｅｒ）、及びツリウム（Ｔｍ）のいずれも選択することは可能である。しかし、磁気特性、光学特性、ファラデー回転係数などのファラデー回転子特性を改善する効果の観点から、Ｙ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｈｏ、Ｙｂ、Ｌｕから選ばれる少なくとも１種類以上の元素をＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶の希土類材料に使用することが望ましい。
ガーネット単結晶中のＢｉ量が減少するとファラデー回転係数（ｄｅｇ．／μｍ）が小さくなるので、ファラデー回転子の厚さを厚くする必要が生じる。厚いファラデー回転子を作製するには厚いＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶膜が必要となるが、厚い単結晶膜の育成を試みると単結晶に割れが発生し易くなる。従って、ファラデー回転子を厚くすることは好ましくなく、Ｂｉ量は化学式で０．６００以上にすることが望ましい。また、Ｂｉ量が１．５００より大きいガーネット単結晶の育成を試みると、溶液の過飽和状態を安定に維持できなくなり、Ｂｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶の育成が困難になる。従って、Ｂｉ量は０．６００以上、１．５００以下とすることが望ましい。
以下、本実施の形態による磁性ガーネット単結晶及びそれを用いたファラデー回転子について、実施例及び比較例を用いてより具体的に説明する。
まず、希土類元素Ｍ１（Ｍ１はＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕから選択される少なくとも１種類以上の元素）の酸化物として、酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ３）、酸化イッテルビウム（Ｙｂ２Ｏ３）、酸化テルビウム（Ｔｂ２Ｏ３）、酸化ホルミウム（Ｈｏ２Ｏ３）、酸化ユウロピウム（Ｅｕ２Ｏ３）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化ルテチウム（Ｌｕ２Ｏ３）のいずれか１種類以上を選び、金（Ａｕ）製のルツボに充填した（図１参照）。
また、同ルツボに、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）、酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を充填した。このとき、Ｎａ量が１０〜２４ｍｏｌ％の範囲になるようにＮａＯＨ配合量を調整した。
さらに、同ルツボに、ガーネット単結晶中で安定に４価のカチオンとなる元素Ｍ２の酸化物として、酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ２）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化白金（ＰｔＯ２）、酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、及び酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）のいずれか１種類以上を充填した（図１参照）。このとき、４価のカチオンとなる元素Ｍ２とＮａがガーネット単結晶中に含有される量の関係式（Ｍ２／（２Ｎａ））が０．２０〜０．８５の範囲となるように元素Ｍ２の酸化物の配合量を調整した。
次いで、ルツボを電気炉に配置した。９５０℃まで炉温を上げてルツボ内の材料を溶解し、金製の攪拌用冶具を使用して融液を攪拌した。
磁性ガーネット単結晶膜を育成するための基板には、引き上げ法により育成したガーネット単結晶のインゴットから作製された単結晶ウエハを用いる。本実施例では単結晶育成用基板としてＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ（ガドリニウム・ガリウム・ガーネット）単結晶基板（（ＧｄＣａ）３（ＣａＭｇＺｒ）５Ｏ１２）を用いている。
以上は、下記の全ての実施例及び比較例で共通の作業である。
以上は、下記の全ての実施例及び比較例で共通の作業である。
＜実施例１＞
ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板を金製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８５０℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。同じ工程により全部で５枚の単結晶ウエハを育成し、膜厚５４０〜５７０μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。得られた単結晶の組成をＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ；高周波誘導結合プラズマ）分析法で分析したところ、Ｂｉ０．８７１０Ｇｄ１．６２４０Ｙｂ０．４９５０Ｎａ０．０１００Ｆｅ４．９９００Ｇｅ０．０１００Ｏ１２であることが分かった。ＧｅとＮａの関係式（Ｇｅ／（２Ｎａ））の値は０．５０であった。得られたＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の表面を観察すると、結晶欠陥の少ない光沢性のある単結晶膜であった。
ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板を金製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８５０℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。同じ工程により全部で５枚の単結晶ウエハを育成し、膜厚５４０〜５７０μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。得られた単結晶の組成をＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ；高周波誘導結合プラズマ）分析法で分析したところ、Ｂｉ０．８７１０Ｇｄ１．６２４０Ｙｂ０．４９５０Ｎａ０．０１００Ｆｅ４．９９００Ｇｅ０．０１００Ｏ１２であることが分かった。ＧｅとＮａの関係式（Ｇｅ／（２Ｎａ））の値は０．５０であった。得られたＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の表面を観察すると、結晶欠陥の少ない光沢性のある単結晶膜であった。
育成した各単結晶ウエハを研磨加工して、波長１．５５μｍの光に対してファラデー回転角が４５ｄｅｇ．となる５枚の単結晶板を作製した。次いで各単結晶板の研磨面に反射防止膜を成膜した。次に、各単結晶板から縦横２（ｍｍ）×２（ｍｍ）の複数のファラデー回転子を作製した。次に、単結晶板毎に２５個のファラデー回転子を抜き取り、全１２５個のファラデー回転子の結晶内部を赤外偏光顕微鏡で観察したところ、結晶欠陥は確認できなかった。さらに波長１．５５μｍの光を各ファラデー回転子に入射して光損失を評価したところ、光損失が０．００ｄＢのサンプルが６個、０．０１ｄＢのサンプルが８８個、０．０２ｄＢのサンプルが３１個得られた。従って本実施例においては、最小値が０．００ｄＢ、最大値が０．０２ｄＢ、ｔｙｐｉｃａｌ（代表）値が０．０１ｄＢである極めて低い光損失が再現性良く得られた。なお、本願ではＴｙｐｉｃａｌ値とは、最もサンプル数の多かった光損失測定値である。
＜実施例２＞
ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板を金製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８４２℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。同じ工程により全部で５枚の単結晶ウエハを育成し、膜厚５４０〜５７０μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。得られた単結晶の組成をＩＣＰ分析法で分析したところ、Ｂｉ０．９０１２Ｇｄ１．５９５０Ｙｂ０．４９１８Ｎａ０．０１２０Ｆｅ４．９８６０Ｇｅ０．０１４０Ｏ１２であることが分かった。ＧｅとＮａの関係式（Ｇｅ／（２Ｎａ））の値は０．５８であった。得られたＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の表面を観察すると、結晶欠陥の少ない光沢性のある単結晶膜であった。
ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板を金製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８４２℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。同じ工程により全部で５枚の単結晶ウエハを育成し、膜厚５４０〜５７０μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。得られた単結晶の組成をＩＣＰ分析法で分析したところ、Ｂｉ０．９０１２Ｇｄ１．５９５０Ｙｂ０．４９１８Ｎａ０．０１２０Ｆｅ４．９８６０Ｇｅ０．０１４０Ｏ１２であることが分かった。ＧｅとＮａの関係式（Ｇｅ／（２Ｎａ））の値は０．５８であった。得られたＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の表面を観察すると、結晶欠陥の少ない光沢性のある単結晶膜であった。
育成した各単結晶ウエハを研磨加工して、波長１．５５μｍの光に対してファラデー回転角が４５ｄｅｇ．となる５枚の単結晶板を作製した。次いで各単結晶板の研磨面に反射防止膜を成膜した。次に、各単結晶板から縦横２（ｍｍ）×２（ｍｍ）の複数のファラデー回転子を作製した。次に、単結晶板毎に２５個のファラデー回転子を抜き取り、全１２５個のファラデー回転子の結晶内部を赤外偏光顕微鏡で観察したところ、結晶欠陥は確認できなかった。さらに波長１．５５μｍの光を各ファラデー回転子に入射させて光損失を評価したところ、最小値が０．００ｄＢ、最大値が０．０２ｄＢ、ｔｙｐｉｃａｌ値が０．０１ｄＢである極めて低い光損失が再現性良く得られた。
＜実施例３＞
ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板を金製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８５１℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。同じ工程により全部で５枚の単結晶ウエハを育成し、膜厚５４０〜５７０μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。得られた単結晶の組成をＩＣＰ分析法で分析したところ、Ｂｉ０．８６９１Ｇｄ１．６２６８Ｙｂ０．４９７１Ｎａ０．００７０Ｆｅ４．９９５８Ｇｅ０．００４２Ｏ１２であることが分かった。ＧｅとＮａの関係式（Ｇｅ／（２Ｎａ））の値は０．３０であった。得られたＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の表面を観察すると、結晶欠陥の少ない光沢性のある単結晶膜であった。
ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板を金製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８５１℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。同じ工程により全部で５枚の単結晶ウエハを育成し、膜厚５４０〜５７０μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。得られた単結晶の組成をＩＣＰ分析法で分析したところ、Ｂｉ０．８６９１Ｇｄ１．６２６８Ｙｂ０．４９７１Ｎａ０．００７０Ｆｅ４．９９５８Ｇｅ０．００４２Ｏ１２であることが分かった。ＧｅとＮａの関係式（Ｇｅ／（２Ｎａ））の値は０．３０であった。得られたＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の表面を観察すると、結晶欠陥の少ない光沢性のある単結晶膜であった。
育成した各単結晶ウエハを研磨加工して、波長１．５５μｍの光に対してファラデー回転角が４５ｄｅｇ．となる５枚の単結晶板を作製した。次いで各単結晶板の研磨面に反射防止膜を成膜した。次に、各単結晶板から縦横２（ｍｍ）×２（ｍｍ）の複数のファラデー回転子を作製した。次に、単結晶板毎に２５個のファラデー回転子を抜き取り、全１２５個のファラデー回転子の結晶内部を赤外偏光顕微鏡で観察したところ、結晶欠陥は確認できなかった。さらに波長１．５５μｍの光を各ファラデー回転子に入射させて光損失を評価したところ、最小値が０．００ｄＢ、最大値が０．０３ｄＢ、ｔｙｐｉｃａｌ値が０．０２ｄＢである極めて低い光損失が再現性良く得られた。
＜実施例４＞
ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板を金製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８４５℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。同じ工程により全部で５枚の単結晶ウエハを育成し、膜厚５４０〜５７０μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。得られた単結晶の組成をＩＣＰ分析法で分析したところ、Ｂｉ０．８７１７Ｇｄ１．６２６８Ｙｂ０．４８１５Ｎａ０．０２００Ｆｅ４．９７２０Ｇｅ０．０２８０Ｏ１２であることが分かった。ＧｅとＮａの関係式（Ｇｅ／（２Ｎａ））の値は０．７０であった。得られたＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の表面を観察すると、結晶欠陥の少ない光沢性のある単結晶膜であった。
ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板を金製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８４５℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。同じ工程により全部で５枚の単結晶ウエハを育成し、膜厚５４０〜５７０μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。得られた単結晶の組成をＩＣＰ分析法で分析したところ、Ｂｉ０．８７１７Ｇｄ１．６２６８Ｙｂ０．４８１５Ｎａ０．０２００Ｆｅ４．９７２０Ｇｅ０．０２８０Ｏ１２であることが分かった。ＧｅとＮａの関係式（Ｇｅ／（２Ｎａ））の値は０．７０であった。得られたＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の表面を観察すると、結晶欠陥の少ない光沢性のある単結晶膜であった。
育成した各単結晶ウエハを研磨加工して、波長１．５５μｍの光に対してファラデー回転角が４５ｄｅｇ．となる５枚の単結晶板を作製した。次いで各単結晶板の研磨面に反射防止膜を成膜した。次に、各単結晶板から縦横２（ｍｍ）×２（ｍｍ）の複数のファラデー回転子を作製した。次に、単結晶板毎に２５個のファラデー回転子を抜き取り、全１２５個のファラデー回転子の結晶内部を赤外偏光顕微鏡で観察したところ、結晶欠陥は確認できなかった。さらに波長１．５５μｍの光を各ファラデー回転子に入射させて光損失を評価したところ、最小値が０．００ｄＢ、最大値が０．０３ｄＢ、ｔｙｐｉｃａｌ値が０．０２ｄＢである極めて低い光損失が再現性良く得られた。
＜実施例５＞
ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板を金製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８７３℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。同じ工程により全部で５枚の単結晶ウエハを育成し、膜厚５４０〜５７０μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。得られた単結晶の組成をＩＣＰ分析法で分析したところ、Ｂｉ０．９１２２Ｇｄ１．５７８０Ｙｂ０．５０６８Ｎａ０．００３０Ｆｅ４．９９８８Ｇｅ０．００１２Ｏ１２であることが分かった。ＧｅとＮａの関係式（Ｇｅ／（２Ｎａ））の値は０．２０であった。得られたＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の表面を観察すると、結晶欠陥の少ない光沢性のある単結晶膜であった。
ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板を金製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８７３℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。同じ工程により全部で５枚の単結晶ウエハを育成し、膜厚５４０〜５７０μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。得られた単結晶の組成をＩＣＰ分析法で分析したところ、Ｂｉ０．９１２２Ｇｄ１．５７８０Ｙｂ０．５０６８Ｎａ０．００３０Ｆｅ４．９９８８Ｇｅ０．００１２Ｏ１２であることが分かった。ＧｅとＮａの関係式（Ｇｅ／（２Ｎａ））の値は０．２０であった。得られたＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の表面を観察すると、結晶欠陥の少ない光沢性のある単結晶膜であった。
育成した各単結晶ウエハを研磨加工して、波長１．５５μｍの光に対してファラデー回転角が４５ｄｅｇ．となる５枚の単結晶板を作製した。次いで各単結晶板の研磨面に反射防止膜を成膜した。次に、各単結晶板から縦横２（ｍｍ）×２（ｍｍ）の複数のファラデー回転子を作製した。次に、単結晶板毎に２５個のファラデー回転子を抜き取り、全１２５個のファラデー回転子の結晶内部を赤外偏光顕微鏡で観察したところ、結晶欠陥は確認できなかった。さらに波長１．５５μｍの光を各ファラデー回転子に入射させて光損失を評価したところ、最小値が０．０１ｄＢ、最大値が０．０５ｄＢ、ｔｙｐｉｃａｌ値が０．０３ｄＢである十分低い光損失が再現性良く得られた。
＜実施例６＞
ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板を金製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８４９℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。同じ工程により全部で５枚の単結晶ウエハを育成し、膜厚５４０〜５７０μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。得られた単結晶の組成をＩＣＰ分析法で分析したところ、Ｂｉ０．８７８４Ｇｄ１．６３５５Ｙｂ０．４３６１Ｎａ０．０５００Ｆｅ４．９１５０Ｇｅ０．０８５０Ｏ１２であることが分かった。ＧｅとＮａの関係式（Ｇｅ／（２Ｎａ））の値は０．８５であった。得られたＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の表面を観察すると、結晶欠陥の少ない光沢性のある単結晶膜であった。
ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板を金製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８４９℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。同じ工程により全部で５枚の単結晶ウエハを育成し、膜厚５４０〜５７０μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。得られた単結晶の組成をＩＣＰ分析法で分析したところ、Ｂｉ０．８７８４Ｇｄ１．６３５５Ｙｂ０．４３６１Ｎａ０．０５００Ｆｅ４．９１５０Ｇｅ０．０８５０Ｏ１２であることが分かった。ＧｅとＮａの関係式（Ｇｅ／（２Ｎａ））の値は０．８５であった。得られたＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の表面を観察すると、結晶欠陥の少ない光沢性のある単結晶膜であった。
育成した各単結晶ウエハを研磨加工して、波長１．５５μｍの光に対してファラデー回転角が４５ｄｅｇ．となる５枚の単結晶板を作製した。次いで各単結晶板の研磨面に反射防止膜を成膜した。次に、各単結晶板から縦横２（ｍｍ）×２（ｍｍ）の複数のファラデー回転子を作製した。次に、単結晶板毎に２５個のファラデー回転子を抜き取り、全１２５個のファラデー回転子の結晶内部を赤外偏光顕微鏡で観察したところ、結晶欠陥は確認できなかった。さらに波長１．５５μｍの光を各ファラデー回転子に入射させて光損失を評価したところ、最小値が０．０１ｄＢ、最大値が０．０５ｄＢ、ｔｙｐｉｃａｌ値が０．０３ｄＢである十分低い光損失が再現性良く得られた。
＜実施例７＞
ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板を金製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８５０℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。同じ工程により全部で５枚の単結晶ウエハを育成し、膜厚５４０〜５７０μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。得られた単結晶の組成をＩＣＰ分析法で分析したところ、Ｂｉ０．８７００Ｇｄ１．６２４５Ｙｂ０．４９５５Ｎａ０．０１００Ｆｅ４．９９００Ｓｉ０．０１００Ｏ１２であることが分かった。ＳｉとＮａの関係式（Ｓｉ／（２Ｎａ））の値は０．５０であった。得られたＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の表面を観察すると、結晶欠陥の少ない光沢性のある単結晶膜であった。
ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板を金製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８５０℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。同じ工程により全部で５枚の単結晶ウエハを育成し、膜厚５４０〜５７０μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。得られた単結晶の組成をＩＣＰ分析法で分析したところ、Ｂｉ０．８７００Ｇｄ１．６２４５Ｙｂ０．４９５５Ｎａ０．０１００Ｆｅ４．９９００Ｓｉ０．０１００Ｏ１２であることが分かった。ＳｉとＮａの関係式（Ｓｉ／（２Ｎａ））の値は０．５０であった。得られたＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の表面を観察すると、結晶欠陥の少ない光沢性のある単結晶膜であった。
育成した各単結晶ウエハを研磨加工して、波長１．５５μｍの光に対してファラデー回転角が４５ｄｅｇ．となる５枚の単結晶板を作製した。次いで各単結晶板の研磨面に反射防止膜を成膜した。次に、各単結晶板から縦横２（ｍｍ）×２（ｍｍ）の複数のファラデー回転子を作製した。次に、単結晶板毎に２５個のファラデー回転子を抜き取り、全１２５個のファラデー回転子の結晶内部を赤外偏光顕微鏡で観察したところ、結晶欠陥は確認できなかった。さらに波長１．５５μｍの光を各ファラデー回転子に入射させて光損失を評価したところ、最小値が０．００ｄＢ、最大値が０．０２ｄＢ、ｔｙｐｉｃａｌ値が０．０１ｄＢである極めて低い光損失が再現性良く得られた。
＜実施例８＞
ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板を金製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８５０℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。同じ工程により全部で５枚の単結晶ウエハを育成し、膜厚５４０〜５７０μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。得られた単結晶の組成をＩＣＰ分析法で分析したところ、Ｂｉ０．８７２５Ｇｄ１．６２２３Ｙｂ０．４９５２Ｎａ０．０１００Ｆｅ４．９９００Ｔｉ０．０１００Ｏ１２であることが分かった。ＴｉとＮａの関係式（Ｔｉ／（２Ｎａ））の値は０．５０であった。得られたＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の表面を観察すると、結晶欠陥の少ない光沢性のある単結晶膜であった。
ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板を金製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８５０℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。同じ工程により全部で５枚の単結晶ウエハを育成し、膜厚５４０〜５７０μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。得られた単結晶の組成をＩＣＰ分析法で分析したところ、Ｂｉ０．８７２５Ｇｄ１．６２２３Ｙｂ０．４９５２Ｎａ０．０１００Ｆｅ４．９９００Ｔｉ０．０１００Ｏ１２であることが分かった。ＴｉとＮａの関係式（Ｔｉ／（２Ｎａ））の値は０．５０であった。得られたＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の表面を観察すると、結晶欠陥の少ない光沢性のある単結晶膜であった。
育成した各単結晶ウエハを研磨加工して、波長１．５５μｍの光に対してファラデー回転角が４５ｄｅｇ．となる５枚の単結晶板を作製した。次いで各単結晶板の研磨面に反射防止膜を成膜した。次に、各単結晶板から縦横２（ｍｍ）×２（ｍｍ）の複数のファラデー回転子を作製した。次に、単結晶板毎に２５個のファラデー回転子を抜き取り、全１２５個のファラデー回転子の結晶内部を赤外偏光顕微鏡で観察したところ、結晶欠陥は確認できなかった。さらに波長１．５５μｍの光を各ファラデー回転子に入射させて光損失を評価したところ、最小値が０．００ｄＢ、最大値が０．０２ｄＢ、ｔｙｐｉｃａｌ値が０．０１ｄＢである極めて低い光損失が再現性良く得られた。
＜実施例９＞
ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板を金製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８５０℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。同じ工程により全部で５枚の単結晶ウエハを育成し、膜厚５４０〜５７０μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。得られた単結晶の組成をＩＣＰ分析法で分析したところ、Ｂｉ０．８７１８Ｇｄ１．６２５６Ｙｂ０．４９２６Ｎａ０．０１００Ｆｅ４．９９００Ｐｔ０．０１００Ｏ１２であることが分かった。ＰｔとＮａの関係式（Ｐｔ／（２Ｎａ））の値は０．５０であった。得られたＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の表面を観察すると、結晶欠陥の少ない光沢性のある単結晶膜であった。
ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板を金製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８５０℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。同じ工程により全部で５枚の単結晶ウエハを育成し、膜厚５４０〜５７０μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。得られた単結晶の組成をＩＣＰ分析法で分析したところ、Ｂｉ０．８７１８Ｇｄ１．６２５６Ｙｂ０．４９２６Ｎａ０．０１００Ｆｅ４．９９００Ｐｔ０．０１００Ｏ１２であることが分かった。ＰｔとＮａの関係式（Ｐｔ／（２Ｎａ））の値は０．５０であった。得られたＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の表面を観察すると、結晶欠陥の少ない光沢性のある単結晶膜であった。
育成した各単結晶ウエハを研磨加工して、波長１．５５μｍの光に対してファラデー回転角が４５ｄｅｇ．となる５枚の単結晶板を作製した。次いで各単結晶板の研磨面に反射防止膜を成膜した。次に、各単結晶板から縦横２（ｍｍ）×２（ｍｍ）の複数のファラデー回転子を作製した。次に、単結晶板毎に２５個のファラデー回転子を抜き取り、全１２５個のファラデー回転子の結晶内部を赤外偏光顕微鏡で観察したところ、結晶欠陥は確認できなかった。さらに波長１．５５μｍの光を各ファラデー回転子に入射させて光損失を評価したところ、最小値が０．００ｄＢ、最大値が０．０２ｄＢ、ｔｙｐｉｃａｌ値が０．０１ｄＢである極めて低い光損失が再現性良く得られた。
＜実施例１０＞
ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板を金製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８５０℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。同じ工程により全部で５枚の単結晶ウエハを育成し、膜厚５４０〜５７０μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。得られた単結晶の組成をＩＣＰ分析法で分析したところ、Ｂｉ０．８７０６Ｇｄ１．６２６０Ｙｂ０．４９３４Ｎａ０．０１００Ｆｅ４．９９００Ｒｕ０．０１００Ｏ１２であることが分かった。ＲｕとＮａの関係式（Ｒｕ／（２Ｎａ））の値は０．５０であった。得られたＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の表面を観察すると、結晶欠陥の少ない光沢性のある単結晶膜であった。
ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板を金製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８５０℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。同じ工程により全部で５枚の単結晶ウエハを育成し、膜厚５４０〜５７０μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。得られた単結晶の組成をＩＣＰ分析法で分析したところ、Ｂｉ０．８７０６Ｇｄ１．６２６０Ｙｂ０．４９３４Ｎａ０．０１００Ｆｅ４．９９００Ｒｕ０．０１００Ｏ１２であることが分かった。ＲｕとＮａの関係式（Ｒｕ／（２Ｎａ））の値は０．５０であった。得られたＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の表面を観察すると、結晶欠陥の少ない光沢性のある単結晶膜であった。
育成した各単結晶ウエハを研磨加工して、波長１．５５μｍの光に対してファラデー回転角が４５ｄｅｇ．となる５枚の単結晶板を作製した。次いで各単結晶板の研磨面に反射防止膜を成膜した。次に、各単結晶板から縦横２（ｍｍ）×２（ｍｍ）の複数のファラデー回転子を作製した。次に、単結晶板毎に２５個のファラデー回転子を抜き取り、全１２５個のファラデー回転子の結晶内部を赤外偏光顕微鏡で観察したところ、結晶欠陥は確認できなかった。さらに波長１．５５μｍの光を各ファラデー回転子に入射させて光損失を評価したところ、最小値が０．００ｄＢ、最大値が０．０２ｄＢ、ｔｙｐｉｃａｌ値が０．０１ｄＢである極めて低い光損失が再現性良く得られた。
＜実施例１１＞
ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板を金製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８５０℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。同じ工程により全部で５枚の単結晶ウエハを育成し、膜厚５４０〜５７０μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。得られた単結晶の組成をＩＣＰ分析法で分析したところ、Ｂｉ０．８７２２Ｇｄ１．６２４７Ｙｂ０．４９３１Ｎａ０．０１００Ｆｅ４．９９００Ｓｎ０．０１００Ｏ１２であることが分かった。ＳｎとＮａの関係式（Ｓｎ／（２Ｎａ））の値は０．５０であった。得られたＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の表面を観察すると、結晶欠陥の少ない光沢性のある単結晶膜であった。
ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板を金製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８５０℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。同じ工程により全部で５枚の単結晶ウエハを育成し、膜厚５４０〜５７０μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。得られた単結晶の組成をＩＣＰ分析法で分析したところ、Ｂｉ０．８７２２Ｇｄ１．６２４７Ｙｂ０．４９３１Ｎａ０．０１００Ｆｅ４．９９００Ｓｎ０．０１００Ｏ１２であることが分かった。ＳｎとＮａの関係式（Ｓｎ／（２Ｎａ））の値は０．５０であった。得られたＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の表面を観察すると、結晶欠陥の少ない光沢性のある単結晶膜であった。
育成した各単結晶ウエハを研磨加工して、波長１．５５μｍの光に対してファラデー回転角が４５ｄｅｇ．となる５枚の単結晶板を作製した。次いで各単結晶板の研磨面に反射防止膜を成膜した。次に、各単結晶板から縦横２（ｍｍ）×２（ｍｍ）の複数のファラデー回転子を作製した。次に、単結晶板毎に２５個のファラデー回転子を抜き取り、全１２５個のファラデー回転子の結晶内部を赤外偏光顕微鏡で観察したところ、結晶欠陥は確認できなかった。さらに波長１．５５μｍの光を各ファラデー回転子に入射させて光損失を評価したところ、最小値が０．００ｄＢ、最大値が０．０２ｄＢ、ｔｙｐｉｃａｌ値が０．０１ｄＢである極めて低い光損失が再現性良く得られた。
＜実施例１２＞
ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板を金製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８５０℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。同じ工程により全部で５枚の単結晶ウエハを育成し、膜厚５４０〜５７０μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。得られた単結晶の組成をＩＣＰ分析法で分析したところ、Ｂｉ０．８７０１Ｇｄ１．６２４１Ｙｂ０．４９５８Ｎａ０．０１００Ｆｅ４．９９００Ｈｆ０．０１００Ｏ１２であることが分かった。ＨｆとＮａの関係式（Ｈｆ／（２Ｎａ））の値は０．５０であった。得られたＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の表面を観察すると、結晶欠陥の少ない光沢性のある単結晶膜であった。
ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板を金製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８５０℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。同じ工程により全部で５枚の単結晶ウエハを育成し、膜厚５４０〜５７０μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。得られた単結晶の組成をＩＣＰ分析法で分析したところ、Ｂｉ０．８７０１Ｇｄ１．６２４１Ｙｂ０．４９５８Ｎａ０．０１００Ｆｅ４．９９００Ｈｆ０．０１００Ｏ１２であることが分かった。ＨｆとＮａの関係式（Ｈｆ／（２Ｎａ））の値は０．５０であった。得られたＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の表面を観察すると、結晶欠陥の少ない光沢性のある単結晶膜であった。
育成した各単結晶ウエハを研磨加工して、波長１．５５μｍの光に対してファラデー回転角が４５ｄｅｇ．となる５枚の単結晶板を作製した。次いで各単結晶板の研磨面に反射防止膜を成膜した。次に、各単結晶板から縦横２（ｍｍ）×２（ｍｍ）の複数のファラデー回転子を作製した。次に、単結晶板毎に２５個のファラデー回転子を抜き取り、全１２５個のファラデー回転子の結晶内部を赤外偏光顕微鏡で観察したところ、結晶欠陥は確認できなかった。さらに波長１．５５μｍの光を各ファラデー回転子に入射させて光損失を評価したところ、最小値が０．００ｄＢ、最大値が０．０２ｄＢ、ｔｙｐｉｃａｌ値が０．０１ｄＢである極めて低い光損失が再現性良く得られた。
＜実施例１３＞
ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板を金製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８５０℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。同じ工程により全部で５枚の単結晶ウエハを育成し、膜厚５４０〜５７０μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。得られた単結晶の組成をＩＣＰ分析法で分析したところ、Ｂｉ０．８７１０Ｇｄ１．６２３４Ｙｂ０．４９５６Ｎａ０．０１００Ｆｅ４．９９００Ｚｒ０．０１００Ｏ１２であることが分かった。ＺｒとＮａの関係式（Ｚｒ／（２Ｎａ））の値は０．５０であった。得られたＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の表面を観察すると、結晶欠陥の少ない光沢性のある単結晶膜であった。
ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板を金製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８５０℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。同じ工程により全部で５枚の単結晶ウエハを育成し、膜厚５４０〜５７０μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。得られた単結晶の組成をＩＣＰ分析法で分析したところ、Ｂｉ０．８７１０Ｇｄ１．６２３４Ｙｂ０．４９５６Ｎａ０．０１００Ｆｅ４．９９００Ｚｒ０．０１００Ｏ１２であることが分かった。ＺｒとＮａの関係式（Ｚｒ／（２Ｎａ））の値は０．５０であった。得られたＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の表面を観察すると、結晶欠陥の少ない光沢性のある単結晶膜であった。
育成した各単結晶ウエハを研磨加工して、波長１．５５μｍの光に対してファラデー回転角が４５ｄｅｇ．となる５枚の単結晶板を作製した。次いで各単結晶板の研磨面に反射防止膜を成膜した。次に、各単結晶板から縦横２（ｍｍ）×２（ｍｍ）の複数のファラデー回転子を作製した。次に、単結晶板毎に２５個のファラデー回転子を抜き取り、全１２５個のファラデー回転子の結晶内部を赤外偏光顕微鏡で観察したところ、結晶欠陥は確認できなかった。さらに波長１．５５μｍの光を各ファラデー回転子に入射させて光損失を評価したところ、最小値が０．００ｄＢ、最大値が０．０２ｄＢ、ｔｙｐｉｃａｌ値が０．０１ｄＢである極めて低い光損失が再現性良く得られた。
＜実施例１４＞
ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板を金製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８５０℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。同じ工程により全部で５枚の単結晶ウエハを育成し、膜厚５４０〜５７０μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。得られた単結晶の組成をＩＣＰ分析法で分析したところ、Ｂｉ０．８７１０Ｇｄ１．６２３４Ｙｂ０．４９５６Ｎａ０．０１００Ｆｅ４．９９００Ｇｅ０．００５５Ｔｉ０．００４５Ｏ１２であることが分かった。Ｇｅ＋ＴｉとＮａの関係式（（Ｇｅ＋Ｔｉ）／（２Ｎａ））の値は０．５０であった。得られたＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の表面を観察すると、結晶欠陥の少ない光沢性のある単結晶膜であった。
ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板を金製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８５０℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。同じ工程により全部で５枚の単結晶ウエハを育成し、膜厚５４０〜５７０μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。得られた単結晶の組成をＩＣＰ分析法で分析したところ、Ｂｉ０．８７１０Ｇｄ１．６２３４Ｙｂ０．４９５６Ｎａ０．０１００Ｆｅ４．９９００Ｇｅ０．００５５Ｔｉ０．００４５Ｏ１２であることが分かった。Ｇｅ＋ＴｉとＮａの関係式（（Ｇｅ＋Ｔｉ）／（２Ｎａ））の値は０．５０であった。得られたＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の表面を観察すると、結晶欠陥の少ない光沢性のある単結晶膜であった。
育成した各単結晶ウエハを研磨加工して、波長１．５５μｍの光に対してファラデー回転角が４５ｄｅｇ．となる５枚の単結晶板を作製した。次いで各単結晶板の研磨面に反射防止膜を成膜した。次に、各単結晶板から縦横２（ｍｍ）×２（ｍｍ）の複数のファラデー回転子を作製した。次に、単結晶板毎に２５個のファラデー回転子を抜き取り、全１２５個のファラデー回転子の結晶内部を赤外偏光顕微鏡で観察したところ、結晶欠陥は確認できなかった。さらに波長１．５５μｍの光を各ファラデー回転子に入射させて光損失を評価したところ、最小値が０．００ｄＢ、最大値が０．０２ｄＢ、ｔｙｐｉｃａｌ値が０．０１ｄＢである極めて低い光損失が再現性良く得られた。
＜実施例１５＞
ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板を金製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８３１℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。同じ工程により全部で５枚の単結晶ウエハを育成し、膜厚５００〜５２０μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。得られた単結晶の組成をＩＣＰ分析法で分析したところ、Ｂｉ１．０１５０Ｔｂ１．８９９６Ｈｏ０．０７５４Ｎａ０．０１００Ｆｅ４．９９００Ｇｅ０．０１００Ｏ１２であることが分かった。ＧｅとＮａの関係式（Ｇｅ／（２Ｎａ））の値は０．５０であった。得られたＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の表面を観察すると、結晶欠陥の少ない光沢性のある単結晶膜であった。
ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板を金製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８３１℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。同じ工程により全部で５枚の単結晶ウエハを育成し、膜厚５００〜５２０μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。得られた単結晶の組成をＩＣＰ分析法で分析したところ、Ｂｉ１．０１５０Ｔｂ１．８９９６Ｈｏ０．０７５４Ｎａ０．０１００Ｆｅ４．９９００Ｇｅ０．０１００Ｏ１２であることが分かった。ＧｅとＮａの関係式（Ｇｅ／（２Ｎａ））の値は０．５０であった。得られたＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の表面を観察すると、結晶欠陥の少ない光沢性のある単結晶膜であった。
育成した各単結晶ウエハを研磨加工して、波長１．３１μｍの光に対してファラデー回転角が４５ｄｅｇ．となる５枚の単結晶板を作製した。次いで各単結晶板の研磨面に反射防止膜を成膜した。次に、各単結晶板から縦横２（ｍｍ）×２（ｍｍ）の複数のファラデー回転子を作製した。次に、単結晶板毎に２５個のファラデー回転子を抜き取り、全１２５個のファラデー回転子の結晶内部を赤外偏光顕微鏡で観察したところ、結晶欠陥は確認できなかった。さらに波長１．３１μｍの光を各ファラデー回転子に入射させて光損失を評価したところ、最小値が０．００ｄＢ、最大値が０．０２ｄＢ、ｔｙｐｉｃａｌ値が０．０１ｄＢである極めて低い光損失が再現性良く得られた。
＜実施例１６＞
ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板を金製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８８６℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を６０時間行った。同じ工程により全部で５枚の単結晶ウエハを育成し、膜厚８４０〜８７０μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。得られた単結晶の組成をＩＣＰ分析法で分析したところ、Ｂｉ０．６００２Ｅｕ１．７１０４Ｙ０．６７９４Ｎａ０．０１００Ｆｅ４．９９００Ｇｅ０．０１００Ｏ１２であることが分かった。ＧｅとＮａの関係式（Ｇｅ／（２Ｎａ））の値は０．５０であった。得られたＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の表面を観察すると、結晶欠陥の少ない光沢性のある単結晶膜であった。
ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板を金製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８８６℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を６０時間行った。同じ工程により全部で５枚の単結晶ウエハを育成し、膜厚８４０〜８７０μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。得られた単結晶の組成をＩＣＰ分析法で分析したところ、Ｂｉ０．６００２Ｅｕ１．７１０４Ｙ０．６７９４Ｎａ０．０１００Ｆｅ４．９９００Ｇｅ０．０１００Ｏ１２であることが分かった。ＧｅとＮａの関係式（Ｇｅ／（２Ｎａ））の値は０．５０であった。得られたＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の表面を観察すると、結晶欠陥の少ない光沢性のある単結晶膜であった。
育成した各単結晶ウエハを研磨加工して、波長１．５５μｍの光に対してファラデー回転角が４５ｄｅｇ．となる５枚の単結晶板を作製した。次いで各単結晶板の研磨面に反射防止膜を成膜した。次に、各単結晶板から縦横２（ｍｍ）×２（ｍｍ）の複数のファラデー回転子を作製した。次に、単結晶板毎に２５個のファラデー回転子を抜き取り、全１２５個のファラデー回転子の結晶内部を赤外偏光顕微鏡で観察したところ、結晶欠陥は確認できなかった。さらに波長１．５５μｍの光を各ファラデー回転子に入射させて光損失を評価したところ、最小値が０．００ｄＢ、最大値が０．０２ｄＢ、ｔｙｐｉｃａｌ値が０．０１ｄＢである極めて低い光損失が再現性良く得られた。
＜実施例１７＞
ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板を金製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８８６℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を３２時間行った。同じ工程により全部で５枚の単結晶ウエハを育成し、膜厚３９０〜４２０μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。得られた単結晶の組成をＩＣＰ分析法で分析したところ、Ｂｉ１．４９９８Ｇｄ０．７０３０Ｌｕ０．７８７２Ｎａ０．０１００Ｆｅ４．９９００Ｇｅ０．０１００Ｏ１２であることが分かった。ＧｅとＮａの関係式（Ｇｅ／（２Ｎａ））の値は０．５０であった。得られたＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の表面を観察すると、結晶欠陥の少ない光沢性のある単結晶膜であった。
ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板を金製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８８６℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を３２時間行った。同じ工程により全部で５枚の単結晶ウエハを育成し、膜厚３９０〜４２０μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。得られた単結晶の組成をＩＣＰ分析法で分析したところ、Ｂｉ１．４９９８Ｇｄ０．７０３０Ｌｕ０．７８７２Ｎａ０．０１００Ｆｅ４．９９００Ｇｅ０．０１００Ｏ１２であることが分かった。ＧｅとＮａの関係式（Ｇｅ／（２Ｎａ））の値は０．５０であった。得られたＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の表面を観察すると、結晶欠陥の少ない光沢性のある単結晶膜であった。
育成した各単結晶ウエハを研磨加工して、波長１．５５μｍの光に対してファラデー回転角が４５ｄｅｇ．となる５枚の単結晶板を作製した。次いで各単結晶板の研磨面に反射防止膜を成膜した。次に、各単結晶板から縦横２（ｍｍ）×２（ｍｍ）の複数のファラデー回転子を作製した。次に、単結晶板毎に２５個のファラデー回転子を抜き取り、全１２５個のファラデー回転子の結晶内部を赤外偏光顕微鏡で観察したところ、結晶欠陥は確認できなかった。さらに波長１．５５μｍの光を各ファラデー回転子に入射させて光損失を評価したところ、最小値が０．００ｄＢ、最大値が０．０２ｄＢ、ｔｙｐｉｃａｌ値が０．０１ｄＢである極めて低い光損失が再現性良く得られた。
＜比較例１＞
ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板を金製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８７１℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。同じ工程により全部で５枚の単結晶ウエハを育成し、膜厚５４０〜５７０μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。得られた単結晶の組成をＩＣＰ分析法で分析したところ、Ｂｉ０．８９０１Ｇｄ１．６１１０Ｙｂ０．４９４９Ｎａ０．００４０Ｆｅ４．９９８８Ｇｅ０．００１２Ｏ１２であることが分かった。ＧｅとＮａの関係式（Ｇｅ／（２Ｎａ））の値は０．１５であった。得られたＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の表面を観察すると、結晶欠陥の少ない光沢性のある単結晶膜であった。
ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板を金製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８７１℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。同じ工程により全部で５枚の単結晶ウエハを育成し、膜厚５４０〜５７０μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。得られた単結晶の組成をＩＣＰ分析法で分析したところ、Ｂｉ０．８９０１Ｇｄ１．６１１０Ｙｂ０．４９４９Ｎａ０．００４０Ｆｅ４．９９８８Ｇｅ０．００１２Ｏ１２であることが分かった。ＧｅとＮａの関係式（Ｇｅ／（２Ｎａ））の値は０．１５であった。得られたＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の表面を観察すると、結晶欠陥の少ない光沢性のある単結晶膜であった。
育成した各単結晶ウエハを研磨加工して、波長１．５５μｍの光に対してファラデー回転角が４５ｄｅｇ．となる５枚の単結晶板を作製した。次いで各単結晶板の研磨面に反射防止膜を成膜した。次に、各単結晶板から縦横２（ｍｍ）×２（ｍｍ）の複数のファラデー回転子を作製した。次に、単結晶板毎に２５個のファラデー回転子を抜き取り、全１２５個のファラデー回転子の結晶内部を赤外偏光顕微鏡で観察したところ、結晶欠陥は確認できなかった。さらに波長１．５５μｍの光を各ファラデー回転子に入射させて光損失を評価したところ、最小値が０．０２ｄＢ、最大値が０．０９ｄＢ、ｔｙｐｉｃａｌ値が０．０５ｄＢと光損失が大きくなり、光損失の再現性が低下する傾向が確認された。
＜比較例２＞
ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板を金製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８８５℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を５０時間行った。同じ工程により全部で５枚の単結晶ウエハを育成し、膜厚５００〜５５０μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。得られた単結晶の組成をＩＣＰ分析法で分析したところ、Ｂｉ０．９００２Ｇｄ１．５８０８Ｙｂ０．５１７０Ｎａ０．００２０Ｆｅ４．９６６０Ｇｅ０．０３４０Ｏ１２であることが分かった。ＧｅとＮａの関係式（Ｇｅ／（２Ｎａ））の値は０．８５であった。得られたＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の表面には多くの結晶欠陥が確認できた。
ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板を金製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８８５℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を５０時間行った。同じ工程により全部で５枚の単結晶ウエハを育成し、膜厚５００〜５５０μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。得られた単結晶の組成をＩＣＰ分析法で分析したところ、Ｂｉ０．９００２Ｇｄ１．５８０８Ｙｂ０．５１７０Ｎａ０．００２０Ｆｅ４．９６６０Ｇｅ０．０３４０Ｏ１２であることが分かった。ＧｅとＮａの関係式（Ｇｅ／（２Ｎａ））の値は０．８５であった。得られたＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の表面には多くの結晶欠陥が確認できた。
育成した各単結晶ウエハを研磨加工して、波長１．５５μｍの光に対してファラデー回転角が４５ｄｅｇ．となる５枚の単結晶板を作製した。次いで各単結晶板の研磨面に反射防止膜を成膜した。次に、各単結晶板から縦横２（ｍｍ）×２（ｍｍ）の複数のファラデー回転子を作製した。次に、単結晶板毎に２５個のファラデー回転子を抜き取り、全１２５個のファラデー回転子の結晶内部を赤外偏光顕微鏡で観察したところ、幾つかのファラデー回転子で結晶欠陥が確認された。さらに波長１．５５μｍの光を各ファラデー回転子に入射させて光損失を評価したところ、最小値が０．０１ｄＢ、最大値が０．０５ｄＢ、ｔｙｐｉｃａｌ値が０．０３ｄＢで、０．０５ｄＢ以下の光損失が再現良く得られた。しかしながら、結晶欠陥が存在するファラデー回転子は消光比が低下するため不良品となるので、これらの単結晶板からファラデー回転子を生産するのは好ましくないことが分かった。
＜比較例３＞
ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板を金製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８３８℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。同じ工程により全部で５枚の単結晶ウエハを育成し、膜厚５４０〜５７０μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。得られた単結晶の組成をＩＣＰ分析法で分析したところ、Ｂｉ０．８７２６Ｇｄ１．６３７７Ｙｂ０．４３４７Ｎａ０．０５５０Ｆｅ４．９０１０Ｇｅ０．０９９０Ｏ１２であることが分かった。ＧｅとＮａの関係式（Ｇｅ／（２Ｎａ））の値は０．９０であった。得られたＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の表面を観察すると、結晶欠陥の少ない光沢性のある単結晶膜であった。
ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板を金製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８３８℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。同じ工程により全部で５枚の単結晶ウエハを育成し、膜厚５４０〜５７０μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。得られた単結晶の組成をＩＣＰ分析法で分析したところ、Ｂｉ０．８７２６Ｇｄ１．６３７７Ｙｂ０．４３４７Ｎａ０．０５５０Ｆｅ４．９０１０Ｇｅ０．０９９０Ｏ１２であることが分かった。ＧｅとＮａの関係式（Ｇｅ／（２Ｎａ））の値は０．９０であった。得られたＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の表面を観察すると、結晶欠陥の少ない光沢性のある単結晶膜であった。
育成した各単結晶ウエハを研磨加工して、波長１．５５μｍの光に対してファラデー回転角が４５ｄｅｇ．となる５枚の単結晶板を作製した。次いで各単結晶板の研磨面に反射防止膜を成膜した。次に、各単結晶板から縦横２（ｍｍ）×２（ｍｍ）の複数のファラデー回転子を作製した。次に、単結晶板毎に２５個のファラデー回転子を抜き取り、全１２５個のファラデー回転子の結晶内部を赤外偏光顕微鏡で観察したところ、結晶欠陥は確認できなかった。さらに波長１．５５μｍの光を各ファラデー回転子に入射させて光損失を評価したところ、最小値が０．０１ｄＢ、最大値が０．０８ｄＢ、ｔｙｐｉｃａｌ値が０．０４ｄＢと光損失が大きくなり、損失の再現性が低下する傾向が確認された。
＜比較例４＞
ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板を金製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８９２℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を７５時間行った。同じ工程により全部で５枚の単結晶ウエハを育成し、膜厚９４０〜９６０μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。得られた単結晶の組成をＩＣＰ分析法で分析したところ、Ｂｉ０．５００９Ｅｕ１．８８１２Ｙ０．６０７９Ｎａ０．０１００Ｆｅ４．９９００Ｇｅ０．０１００Ｏ１２であることが分かった。ＧｅとＮａの関係式（Ｇｅ／（２Ｎａ））の値は０．５０であった。得られたＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の表面を観察すると、いずれの単結晶でも表面に同心円状に割れが確認された。育成した単結晶膜を加工して、単結晶板を得ることは割れのためできなかった。
ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板を金製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８９２℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を７５時間行った。同じ工程により全部で５枚の単結晶ウエハを育成し、膜厚９４０〜９６０μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。得られた単結晶の組成をＩＣＰ分析法で分析したところ、Ｂｉ０．５００９Ｅｕ１．８８１２Ｙ０．６０７９Ｎａ０．０１００Ｆｅ４．９９００Ｇｅ０．０１００Ｏ１２であることが分かった。ＧｅとＮａの関係式（Ｇｅ／（２Ｎａ））の値は０．５０であった。得られたＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の表面を観察すると、いずれの単結晶でも表面に同心円状に割れが確認された。育成した単結晶膜を加工して、単結晶板を得ることは割れのためできなかった。
＜比較例５＞
ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板を金製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、７６０℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を７５時間行った。同じ工程により全部で５枚の単結晶ウエハを育成し、膜厚１８０〜２５０μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。得られた単結晶の組成をＩＣＰ分析法で分析したところ、Ｂｉ１．６０４１Ｇｄ０．４９８９Ｌｕ０．８８７０Ｎａ０．０１００Ｆｅ４．９９００Ｇｅ０．０１００Ｏ１２であることが分かった。ＧｅとＮａの関係式（Ｇｅ／（２Ｎａ））の値は０．５０であった。得られたＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の表面を観察すると、いずれの単結晶でも表面に多数の結晶欠陥が確認された。また膜厚が薄すぎるため、育成した単結晶膜を加工して、単結晶板を得ることはできなかった。
ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板を金製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、７６０℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を７５時間行った。同じ工程により全部で５枚の単結晶ウエハを育成し、膜厚１８０〜２５０μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。得られた単結晶の組成をＩＣＰ分析法で分析したところ、Ｂｉ１．６０４１Ｇｄ０．４９８９Ｌｕ０．８８７０Ｎａ０．０１００Ｆｅ４．９９００Ｇｅ０．０１００Ｏ１２であることが分かった。ＧｅとＮａの関係式（Ｇｅ／（２Ｎａ））の値は０．５０であった。得られたＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の表面を観察すると、いずれの単結晶でも表面に多数の結晶欠陥が確認された。また膜厚が薄すぎるため、育成した単結晶膜を加工して、単結晶板を得ることはできなかった。
図１は、上記の実施例及び比較例について、元素Ｍ１、Ｍ２、育成したガーネット単結晶のＮａ量β、Ｍ２量γ、関係式（Ｍ２／（２Ｎａ））、及び作製したファラデー回転子の光損失（ｄＢ）等をまとめて示している。
図１に示すように、０．０５ｄＢ以下の十分に低い光損失を持つファラデー回転子を再現良く作製するには、Ｎａと元素Ｍ２の関係式（Ｍ２／（２Ｎａ））の値が０．２０以上、０．８５以下であればよいことが分かる（実施例１乃至１７、及び比較例１乃至３参照）。
０．０３ｄＢ以下の極めて低い光損失を持つファラデー回転子を再現良く作製するには、ＮａとＭ２の関係式（Ｍ２／（２Ｎａ））の値が０．３０以上、０．７０以下であればよいことが分かる（実施例５及び６を除く実施例１乃至１７参照）。
０．０３ｄＢ以下の極めて低い光損失を持つファラデー回転子を再現良く作製するには、ＮａとＭ２の関係式（Ｍ２／（２Ｎａ））の値が０．３０以上、０．７０以下であればよいことが分かる（実施例５及び６を除く実施例１乃至１７参照）。
Claims (2)
- 化学式ＢｉαＮａβＭ１３−α−βＦｅ５−γＭ２γＯ１２（Ｍ１はＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕから選択される少なくとも１種類以上の元素、Ｍ２はＳｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｚｒから選択される少なくとも１種類以上の元素であり、０．６００＜α≦１．５００、０．００３≦β≦０．０５０、１．４５０≦３−α−β＜２．３９７、０．３０≦γ／（２β）≦０．７０）
で示されること
を特徴とする磁性ガーネット単結晶。 - 請求項１記載の磁性ガーネット単結晶から作製されることを特徴とするファラデー回転子。
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