JP7246340B2 - ビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶、ファラデー回転子、光アイソレータ、およびビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶の製造方法 - Google Patents
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Description
以下、本発明に係るビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶について説明する。このビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶は、ファラデー回転子および光アイソレータに用いるのに好適である。ビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶は、下記の組成式(1)で表される。
(TbaLnbBicMg3-(a+b+c))(FedGaeTifPt5-(d+e+f))O12 …(1)
本発明に係るビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶は、PbOフリーのメルト組成で結晶育成されるとよい。以下、図1に示すフローチャートを参照して、本発明に係るビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶の製造方法の具体例について説明する。
はじめに、ビスマス置換希土類鉄ガーネット結晶の単結晶膜を成長させるための下地基板となるガーネット単結晶基板を用意した。この下地基板はGd3Ga5O12にCa、Mg、Zr、Y等を添加したNOG(信越化学商品名)またはSGGG(サンゴバン商品名)とするとよく、これらはチョクラルスキー法で引き上げることで得ることができる。この下地基板における格子定数は12.496±0.004Åとなった。
比較例と同様に白金ルツボにTb、Eu、Bi、Fe、およびGaの酸化物を入れ、更にTiO2を0~2.8g、MgOを0~12gの範囲で添加し、加熱溶融した原料溶融液を13種類用意した。各原料溶融液を用いて13種類(組成No.1~13)のビスマス置換希土類鉄ガーネットの単結晶膜を作製した。各単結晶膜の磁気光学特性を調べた結果を、表1に示す。また、Mgの組成比とTiとPtを合わせた組成比との差(置換量差)と挿入損失の関係を示すグラフを図2に示す。
Claims (5)
- 組成式(TbaLnbBicMg3-(a+b+c))(FedGaeTifPt5-(d+e+f))O12で表されることを特徴とするビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶。ただし、前記組成式において、0.02≦f≦0.05、0.02≦{3-(a+b+c)}≦0.08、-0.01≦{3-(a+b+c)}-{f+5-(d+e+f)}≦0.01、d>0、5-(d+e+f)>0、であり、LnはEu、Gd、Ho、Tm、Yb、Lu、およびYから選択される希土類元素である。
- 請求項1に記載のビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶を用いて構成されることを特徴とするファラデー回転子。
- 請求項2に記載のファラデー回転子を用いて構成されることを特徴とする光アイソレータ。
- 請求項1に記載のビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶の製造方法であって、
下地基板としてガーネット単結晶基板を用意するステップと、
原材料として少なくともTiO2とMgOを含む金属酸化物を白金ルツボで溶融し、原料溶融液を用意するステップと、
前記原料溶融液に前記下地基板を接触させて引き上げることにより、ビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶の膜を成長させるステップと
を備えるビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶の製造方法。 - 前記原料溶融液はPbOフリーの組成であることを特徴とする請求項4に記載の製造方法。
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