JP5858242B2 - Bi置換希土類鉄ガーネット単結晶とその製造方法及び光デバイス - Google Patents
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Description
R3-xBixFe5-wAwO12(但し、前記RはTb, Y, Eu, Gd, Ho, Yb, Lu, Nd, Tm, La, Sm, Dy, Er, Ce, Prからなる群から選ばれる一種又は二種以上の希土類元素で前記Tbを必ず含み、前記AはGa, Al, In, Sc, Co, Ni, Cr, V, Ti, Si, Ge, Mg, Zn, Nb, Ta, Sn, Zr, Hf, Pt, Rh, Te, Os, Ce, Luからなる群から選ばれる一種又は二種以上の元素であり、前記xは0.7<x≦1.5、前記wは0<w≦1.5)で表される組成を有すると共に、
Pbを含有せず且つPtを含有し、
更に、Mn又は第2族元素の少なくとも1つの元素を含有し、
前記Mn又は第2族元素の少なくとも1つの元素をMで表すと共に、
前記Bi置換希土類鉄ガーネット単結晶中の、M濃度(atppm)を[M]、Pt濃度(atppm)を[Pt]と表し、[M]と[Pt]との関係式Δを
と表したときに、係数αが0.91±0.05の数値範囲内の何れかの値に設定され、且つ、Δが-7.23atppm以上1.64atppm以下に設定されることを特徴とする。
前記Δが0atppmに設定されることが好ましい。
Pt製の坩堝に、少なくともBi2O3 を含むと共に鉛化合物を含まない溶媒とFe2O3とTb4O7、及び前記Fe2O3と前記Tb4O7以外の溶質を入れ、
前記溶媒に更にMO又はMO2又はM2O3(但し、MはMn又は第2族元素の少なくとも1つ)の何れかの混合物を投入し、
Bi置換希土類鉄ガーネット単結晶中の、M濃度(atppm)を[M]、Pt濃度(atppm)を[Pt]と表し、[M]と[Pt]との関係式Δを
と表したときに、係数αが0.91±0.05の数値範囲内の何れかの値に設定され、且つ、Δが-7.23atppm以上1.64atppm以下に設定される前記Bi置換希土類鉄ガーネット単結晶を、非磁性ガーネット結晶基板上に育成することを特徴とする。
前記Δが0atppmに設定されることが好ましい。
以下、前記製造方法により作製された、本発明に係るガーネット単結晶の実施例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。表1に、本発明に係るガーネット単結晶の一例であるTb系ガーネット単結晶の各組成式と、Mn濃度(atppm)、Pt濃度(atppm)、Δ値(atppm)、及び中心波長1.55μmにおけるIL値(dB)をそれぞれ示す。なお、係数αは0.91で統一するものとし、Δ値(atppm)は小数点以下第3位を四捨五入した。表1において上から順に各々実施例1〜4とした。又、作製したガーネット単結晶の組成分析と、Mn濃度及びPt濃度の分析は、ICP・MS分析法で行った。
ガーネット単結晶中のMn濃度及びPt濃度を変更して、Δ値を変更した以外は、前記実施例1〜4と同様の条件で比較例1〜2のガーネット単結晶を作製した。そして、作製したガーネット単結晶を前記実施例1〜4と同様に評価した。比較例1はΔ値が1.64atppmを超えるようにMn濃度及びPt濃度を設定し、比較例2はΔ値が-7.23atppm未満となるように設定した。
Claims (5)
- R3-xBixFe5-wAwO12(但し、前記RはTb, Y, Eu, Gd, Ho, Yb, Lu, Nd, Tm, La, Sm, Dy, Er, Ce, Prからなる群から選ばれる一種又は二種以上の希土類元素で前記Tbを必ず含み、前記AはGa, Al, In, Sc, Co, Ni, Cr, V, Ti, Si, Ge, Mg, Zn, Nb, Ta, Sn, Zr, Hf, Pt, Rh, Te, Os, Ce, Luからなる群から選ばれる一種又は二種以上の元素であり、前記xは0.7<x≦1.5、前記wは0<w≦1.5)で表される組成を有すると共に、
Pbを含有せず且つPtを含有し、
更に、Mn又は第2族元素の少なくとも1つの元素を含有し、
前記Mn又は第2族元素の少なくとも1つの元素をMで表すと共に、
前記Bi置換希土類鉄ガーネット単結晶中の、M濃度(atppm)を[M]、Pt濃度(atppm)を[Pt]と表し、[M]と[Pt]との関係式Δを
と表したときに、係数αが0.91±0.05の数値範囲内の何れかの値に設定され、且つ、Δが-7.23atppm以上1.64atppm以下に設定されることを特徴とするBi置換希土類鉄ガーネット単結晶。 - 前記Δが0atppmに設定されることを特徴とする請求項1に記載のBi置換希土類鉄ガーネット単結晶。
- Pt製の坩堝に、少なくともBi2O3 を含むと共に鉛化合物を含まない溶媒とFe2O3とTb4O7、及び前記Fe2O3と前記Tb4O7以外の溶質を入れ、
前記溶媒に更にMO又はMO2又はM2O3(但し、MはMn又は第2族元素の少なくとも1つ)の何れかの混合物を投入し、
Bi置換希土類鉄ガーネット単結晶中の、M濃度(atppm)を[M]、Pt濃度(atppm)を[Pt]と表し、[M]と[Pt]との関係式Δを
と表したときに、係数αが0.91±0.05の数値範囲内の何れかの値に設定され、且つ、Δが-7.23atppm以上1.64atppm以下に設定される前記Bi置換希土類鉄ガーネット単結晶を、非磁性ガーネット結晶基板上に育成することを特徴とするBi置換希土類鉄ガーネット単結晶の製造方法。 - 前記Δが0atppmに設定されることを特徴とする請求項3に記載のBi置換希土類鉄ガーネット単結晶の製造方法。
- 請求項1又は2に記載のBi置換希土類鉄ガーネット単結晶を備えた、光アイソレータ、光サーキュレータ、光アッテネータ、ファラデーミラー、電流センサ、磁界センサ、磁気光学スイッチ。
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