JPH03229217A - 磁気光学材料 - Google Patents
磁気光学材料Info
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- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 18
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Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（発明の属する技術分野）
本発明は磁気光学材料、さらに詳細には可視光波長領域
における磁気光学素子用材料として有用な大きなファラ
デー効果を有する磁気光学材料に関するものである。
における磁気光学素子用材料として有用な大きなファラ
デー効果を有する磁気光学材料に関するものである。
（従来の技術および問題点）
０．６μｍから０．８μｍまでの可視光から近赤外光に
かけての波長領域で発振する半導体レーザが最近実用化
され、この波長帯における磁気光学素子の必要性が高く
なっている。磁気光学素子用材料としては、従来、Ｙ３
Ｆｅ５Ｏ１２あるいは Ｇｄ３Ｇａ ５０１２などのガーネット系材料が知られ
ている。
かけての波長領域で発振する半導体レーザが最近実用化
され、この波長帯における磁気光学素子の必要性が高く
なっている。磁気光学素子用材料としては、従来、Ｙ３
Ｆｅ５Ｏ１２あるいは Ｇｄ３Ｇａ ５０１２などのガーネット系材料が知られ
ている。
しかしこの材料は０．８μｍ以上の近赤外波長領域にお
いての使用に限られており、それより短い波長領域では
吸収係数が大きくなるため性能が低下する。
いての使用に限られており、それより短い波長領域では
吸収係数が大きくなるため性能が低下する。
可視光波長領域では光の吸収損失が小さいことがらファ
ラデーガラスやＺｎ５ｅなどのＨ−Ｖｌ族化合物 半導
体が使用されている。これらの材料のファラデー効果は
ガーネット系材料に比較して極めて小さいので、素子長
が長くなる欠点があった。これらの材料よりも大きなフ
ァラデー効果を有する材料としてＣｄＴｅのＣｄの一部
をＭｎで置き換えた化合物、すなわち組成式、 Ｃｄ、ＹＭｎＹＴｅ （０＜Ｙ≦０．７７）で表される
希薄磁性半導体が注目されている。
ラデーガラスやＺｎ５ｅなどのＨ−Ｖｌ族化合物 半導
体が使用されている。これらの材料のファラデー効果は
ガーネット系材料に比較して極めて小さいので、素子長
が長くなる欠点があった。これらの材料よりも大きなフ
ァラデー効果を有する材料としてＣｄＴｅのＣｄの一部
をＭｎで置き換えた化合物、すなわち組成式、 Ｃｄ、ＹＭｎＹＴｅ （０＜Ｙ≦０．７７）で表される
希薄磁性半導体が注目されている。
Ｃｄ１イＭｎＹＴｅのファラデー効果の大きさを表すヴ
エルデ定数はＭｎ量が多いほど大きく、またエネルギー
ギャップ近傍の波長で大きくなる。ところがこの材料の
エネルギーギャップはＭｎ量が減少するとともに２．５
８ ｅ Ｖから１゜５３ｅＶへと小さくなる。
エルデ定数はＭｎ量が多いほど大きく、またエネルギー
ギャップ近傍の波長で大きくなる。ところがこの材料の
エネルギーギャップはＭｎ量が減少するとともに２．５
８ ｅ Ｖから１゜５３ｅＶへと小さくなる。
このため長い波長においてこの材料を使用する場合は、
Ｍｎ量の少ない組成で使うことになるためヴエルデ定数
が大幅に低下し、磁気光学材料としての有用性が失われ
る欠点があった。
Ｍｎ量の少ない組成で使うことになるためヴエルデ定数
が大幅に低下し、磁気光学材料としての有用性が失われ
る欠点があった。
（発明の目的）
本発明は、上記のＣｄ １．ＭｎＹＴｅの欠点を解決し
たものであり、エネルギーギャップが小さくても大きな
ヴエルデ定数を有する磁気光学材料を提供することを目
的とする。
たものであり、エネルギーギャップが小さくても大きな
ヴエルデ定数を有する磁気光学材料を提供することを目
的とする。
（発明の構成）
（発明の概要）
この目的を達成するなめ、本発明の磁気光学材料は、組
成式ＣｄｘＭｎＹＨｇｚＴｅ（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ−１〉におい
て（Ｘ＝０．６、Ｙ＝０．４、Ｚ ＝Ｏ） 、（Ｘ＝０
．２、Ｙ＝０．４、Ｚ＝０．４）、（χ＝０．２、Ｙ＝
０．７５、Ｚ＝０．０５ ）および（Ｘ＝０．２５、Ｙ
＝０．７５、Ｚ＝Ｏ）の各組成で囲まれた範囲内にある
ことを特徴とする。
成式ＣｄｘＭｎＹＨｇｚＴｅ（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ−１〉におい
て（Ｘ＝０．６、Ｙ＝０．４、Ｚ ＝Ｏ） 、（Ｘ＝０
．２、Ｙ＝０．４、Ｚ＝０．４）、（χ＝０．２、Ｙ＝
０．７５、Ｚ＝０．０５ ）および（Ｘ＝０．２５、Ｙ
＝０．７５、Ｚ＝Ｏ）の各組成で囲まれた範囲内にある
ことを特徴とする。
（発明の詳細な説明）
本発明は、ＣｄＸＭｎＹＨｇＺＴｅのエネルギーギャッ
プがこの化合物と同量のＭｎを含有するＣｄｌＹＭｎＹ
Ｔｅの値よりも小さくなるにもかかわらず、ヴエルデ定
数がＣｄ１−ＹＭｎＹＴｅの値と同等かもしくはそれに
近い値を有するという発見に基づいている。
プがこの化合物と同量のＭｎを含有するＣｄｌＹＭｎＹ
Ｔｅの値よりも小さくなるにもかかわらず、ヴエルデ定
数がＣｄ１−ＹＭｎＹＴｅの値と同等かもしくはそれに
近い値を有するという発見に基づいている。
Ｃｄ 、ＹＭｎＹＴｅ （０＜Ｙ≦０−７７）の結晶構
造とＨｇ、ＹＭｎＹＴｅ （０≦Ｙ≦０．７５）の結晶
構造は互いに同じ閃亜鉛鉱型であり、格子定数はそれぞ
れ６．３８人〜６．４８人と６．３７人〜６．４６人の
範囲にあり、互 いに近い。
造とＨｇ、ＹＭｎＹＴｅ （０≦Ｙ≦０．７５）の結晶
構造は互いに同じ閃亜鉛鉱型であり、格子定数はそれぞ
れ６．３８人〜６．４８人と６．３７人〜６．４６人の
範囲にあり、互 いに近い。
このなめ、Ｃｄ、、Ｍｎ ＹＴｅのＣｄの一部にＨｇを
置換したＣｄＸＭｎＹＨｇＺＴｅの結晶構造は閃亜鉛鉱
型であり、この化合物の格子定数とＣｄ１イＭｎＹＴｅ
の格子定数との差は小さい。このようなＣｄＸＭｎＹＨ
ｇＺＴｅのヴエルデ定数のフォトンエネルギースペクト
ルは、 Ｃｄ１．ＹＭｎＹＴｅのスペクトルと同様であり、両化
合物のＭｎ量が同一であればヴエルデ定数は互いに近い
値を有する。一方、Ｃｄ１イＭｎＹＴｅとＨｇ １．Ｙ
Ｍｎ ＹＴｅのエネルギーギャップはそれぞれ１．５３
ｅ Ｖ 〜２．５８ ｅ Ｖと−０，１５ｅ Ｖ〜２
．１４ ｅ Ｖの範囲にあり、両化合物のＭｎ量が同一
であれば、Ｈｇ１．ＹＭｎＹＴｅのエネルギーギャップ
は、Ｃｄ １．Ｍｎ ＹＴｅの値よりも小さい。
置換したＣｄＸＭｎＹＨｇＺＴｅの結晶構造は閃亜鉛鉱
型であり、この化合物の格子定数とＣｄ１イＭｎＹＴｅ
の格子定数との差は小さい。このようなＣｄＸＭｎＹＨ
ｇＺＴｅのヴエルデ定数のフォトンエネルギースペクト
ルは、 Ｃｄ１．ＹＭｎＹＴｅのスペクトルと同様であり、両化
合物のＭｎ量が同一であればヴエルデ定数は互いに近い
値を有する。一方、Ｃｄ１イＭｎＹＴｅとＨｇ １．Ｙ
Ｍｎ ＹＴｅのエネルギーギャップはそれぞれ１．５３
ｅ Ｖ 〜２．５８ ｅ Ｖと−０，１５ｅ Ｖ〜２
．１４ ｅ Ｖの範囲にあり、両化合物のＭｎ量が同一
であれば、Ｈｇ１．ＹＭｎＹＴｅのエネルギーギャップ
は、Ｃｄ １．Ｍｎ ＹＴｅの値よりも小さい。
このため、一般の混晶半導体の場合と同様に、ＣｄＸＭ
ｎＹＨｇＺＴｅのエネルギーギャップブはＣｄ１−ＹＭ
ｎＹＴｅの値よりも小さい。
ｎＹＨｇＺＴｅのエネルギーギャップブはＣｄ１−ＹＭ
ｎＹＴｅの値よりも小さい。
ＣｄＸＭｎＹＨｇＺＴｅのこれらの特性は同時に現われ
るので本化合物は長波長側において、ＣｄｌＹＭｎＹＴ
ｅと同様の大きなヴエルデ定数を示す。
るので本化合物は長波長側において、ＣｄｌＹＭｎＹＴ
ｅと同様の大きなヴエルデ定数を示す。
ＣｄＸＭｎＹＨｇＺＴｅのヴエルデ定数はエネルギーギ
ャップ付近の波長で極大を示す、しかしこの波長では光
の吸収損失が大きいので材料利用のためのヴエルデ定数
として実質的な表現ではない、そこで以下の説明におけ
るヴエルデ定数は光が透過する波長での値として極大値
の１／２の値で表す。
ャップ付近の波長で極大を示す、しかしこの波長では光
の吸収損失が大きいので材料利用のためのヴエルデ定数
として実質的な表現ではない、そこで以下の説明におけ
るヴエルデ定数は光が透過する波長での値として極大値
の１／２の値で表す。
Ｃｄ ｘＭｎＹＨｇ２Ｔｅ （Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝ １）に
おいて、Ｍｎ量が０．４より少ない化合物では、ヴエル
デ定数が約０．１５ｄｅｇ１０ｅ −ｃ ｍよりも小さ
く、５ｄ Ｂ ／ ｃ ｍの吸収損失および１５ｋｏｅ
の外部磁界のもとでは性能指数がアイソレータ用材料の
目安である４５ｄｅｇ／ ｄＢよりも小さいため、本化
合物を用いる効果がない。
おいて、Ｍｎ量が０．４より少ない化合物では、ヴエル
デ定数が約０．１５ｄｅｇ１０ｅ −ｃ ｍよりも小さ
く、５ｄ Ｂ ／ ｃ ｍの吸収損失および１５ｋｏｅ
の外部磁界のもとでは性能指数がアイソレータ用材料の
目安である４５ｄｅｇ／ ｄＢよりも小さいため、本化
合物を用いる効果がない。
Ｃｄ量が０．２よりも少ない場合およびＭｎ量が０．７
５よりも多い場合は、ＣｄＸＭｎＹＨｇＺＴｅ中に閃亜
鉛鉱型結晶の他にＭｎＴｅが異相として混在するため光
の吸収損失が大きい、このことからこれらの組成からな
る化合物は磁気光学素子用の材料と して適さない。
５よりも多い場合は、ＣｄＸＭｎＹＨｇＺＴｅ中に閃亜
鉛鉱型結晶の他にＭｎＴｅが異相として混在するため光
の吸収損失が大きい、このことからこれらの組成からな
る化合物は磁気光学素子用の材料と して適さない。
以上のことからエネルギーギャップが小さくても大きな
ヴエルデ定数を有し、磁気光学素子用材料として有用な
ＣｄＸＭｎＹＨｇＺＴｅの組成は（Ｘ＝０．６、Ｙ＝０
．４、Ｚ ＝Ｏ） 、（Ｘ＝ ０．２、Ｙ＝０．４、Ｚ
＝０．４）、（Ｘ＝０．２、Ｙ＝０．７５、Ｚ ＝０．
０５）および（Ｘ＝０．２５、Ｙ＝０．７５、Ｚ＝０）
の各組成で囲まれた範囲内である。
ヴエルデ定数を有し、磁気光学素子用材料として有用な
ＣｄＸＭｎＹＨｇＺＴｅの組成は（Ｘ＝０．６、Ｙ＝０
．４、Ｚ ＝Ｏ） 、（Ｘ＝ ０．２、Ｙ＝０．４、Ｚ
＝０．４）、（Ｘ＝０．２、Ｙ＝０．７５、Ｚ ＝０．
０５）および（Ｘ＝０．２５、Ｙ＝０．７５、Ｚ＝０）
の各組成で囲まれた範囲内である。
第１図に本発明の磁気光学材料の組成範囲を三角ダイヤ
グラムとして表示した０図中、斜線部分が上記組成範囲
である。
グラムとして表示した０図中、斜線部分が上記組成範囲
である。
（実施例）
真空蒸着装置の中でサファイアＣ面の基板を、２５０°
Ｃに加温し、この基板上にＣｄＴｅ、ＭｎＴｅおよびＨ
ｇＴｅを同時に蒸着することによりＣｄＸＭｎＹＨｇＺ
Ｔｅを製造しな。組成は各原料の蒸発速度を調節するこ
とにより変えた。
Ｃに加温し、この基板上にＣｄＴｅ、ＭｎＴｅおよびＨ
ｇＴｅを同時に蒸着することによりＣｄＸＭｎＹＨｇＺ
Ｔｅを製造しな。組成は各原料の蒸発速度を調節するこ
とにより変えた。
上記の方法で製造した試料の組成、エネルギーギャップ
、ヴエルデ定数および相状態を第１表に示す。
、ヴエルデ定数および相状態を第１表に示す。
第１表
＊ ： Ｃｄ）＜ＭｎｙＨｇｚＴｅ
拳鼾エネルギーギャップ付近の波長における極大値の１
／２の値試料Ｎ０８４、５．６．８．９および１１は本
発明の実施例であり、試料Ｎｏ、１．２．３．７．１０
および１２は比較例である。
／２の値試料Ｎ０８４、５．６．８．９および１１は本
発明の実施例であり、試料Ｎｏ、１．２．３．７．１０
および１２は比較例である。
Ｍｎを０．２および０．３５を含有する試料Ｎ０２１お
よび試料Ｎ０９３の比較例では、ヴエルデ定数が０．
１５ｄｅｇ１０ｅ−ｃｍよりも小さいので有用性が小さ
い。
よび試料Ｎ０９３の比較例では、ヴエルデ定数が０．
１５ｄｅｇ１０ｅ−ｃｍよりも小さいので有用性が小さ
い。
これに対してＭｎｅｏ、４５もしくはそれ以上含有する
試料Ｎ００２および試料Ｎ０１４〜試料Ｎｏ。
試料Ｎ００２および試料Ｎ０１４〜試料Ｎｏ。
１２の試料の場合は、０．１５ｄｅ ｇｌｏｅ −ｃｍ
以上の大きな値を有する。
以上の大きな値を有する。
これらのことからＭｎ量が０．４よりも多い場合にヴエ
ルデ定数が０．１５ｄ ｅ ｇｌｏ ｅ −ｃｍより大
きくなることを確認した。
ルデ定数が０．１５ｄ ｅ ｇｌｏ ｅ −ｃｍより大
きくなることを確認した。
試料Ｎ０１１および２はＨｇ量がゼロで、Ｍｎ量を変え
た場合の比較例である。Ｍｎ量が０．２の試料のエネル
ギーギャップはＭｎ量が０．４５の試料のエネルギーギ
ャップより小さく、ヴエルデ定数は約１７２である。こ
れに対してＭｎ量を０．４５と一定とし、Ｈｇ量を増加
した場合は、試料Ｎ ｏ、４．５．６の実施例および試
料Ｎｏ、７の比較例に示したように、エネルギーギャッ
プが２．１ｅＶもしくはそれよりも小さくなり、しかも
ヴエルデ定数はＨｇを置換する前の試料の値と同様もし
くはそれに近い値である。
た場合の比較例である。Ｍｎ量が０．２の試料のエネル
ギーギャップはＭｎ量が０．４５の試料のエネルギーギ
ャップより小さく、ヴエルデ定数は約１７２である。こ
れに対してＭｎ量を０．４５と一定とし、Ｈｇ量を増加
した場合は、試料Ｎ ｏ、４．５．６の実施例および試
料Ｎｏ、７の比較例に示したように、エネルギーギャッ
プが２．１ｅＶもしくはそれよりも小さくなり、しかも
ヴエルデ定数はＨｇを置換する前の試料の値と同様もし
くはそれに近い値である。
これらのことからＣｄ１．ＹＭｎＹＴｅのＣｄの一部に
Ｈｇを置換することにより長波長側においても大きなヴ
エルデ定数を有することを確認した。
Ｈｇを置換することにより長波長側においても大きなヴ
エルデ定数を有することを確認した。
Ｃｄ量が０．２０である試料ＮＯ３７，１０および１２
の比較例の各試料にはＭｎＴ ｅの異相が混在するため
光の吸収損失が大きく、磁気光学素子用材料として適さ
ない。これに対してＣｄ量が０．２より多く、かつＭｎ
量が０．４５〜０．７の範囲にある試料Ｎ。
の比較例の各試料にはＭｎＴ ｅの異相が混在するため
光の吸収損失が大きく、磁気光学素子用材料として適さ
ない。これに対してＣｄ量が０．２より多く、かつＭｎ
量が０．４５〜０．７の範囲にある試料Ｎ。
４．５．６．８、９および１１の実施例の各試料は閃亜
鉛鉱型単相の化合物であるため吸収損失が小さい。
鉛鉱型単相の化合物であるため吸収損失が小さい。
以上の各実施例および比較例から、組成式０式％）
る化合物において、Ｍｎ量が同一であれば、エネルギー
ギャップが小さくてもＨｇを含有しない化合物と同様、
もしくはそれに近い大きなヴエルデ定数を有する単相の
化合物の組成は（Ｘ＝０．６、Ｙ＝０．４、Ｚ＝Ｏ）、
（Ｘ＝０．２、Ｙ＝０．４、Ｚ＝０．４）、（Ｘ＝０．
２、Ｙ＝０．７５、Ｚ＝０．０５）および（Ｘ ＝０．
２５、Ｙ二〇、７５、Ｚ＝０）の各組成で囲まれた第１
図に示す範囲内にあることを確認した。
ギャップが小さくてもＨｇを含有しない化合物と同様、
もしくはそれに近い大きなヴエルデ定数を有する単相の
化合物の組成は（Ｘ＝０．６、Ｙ＝０．４、Ｚ＝Ｏ）、
（Ｘ＝０．２、Ｙ＝０．４、Ｚ＝０．４）、（Ｘ＝０．
２、Ｙ＝０．７５、Ｚ＝０．０５）および（Ｘ ＝０．
２５、Ｙ二〇、７５、Ｚ＝０）の各組成で囲まれた第１
図に示す範囲内にあることを確認した。
（発明の効果）
以上説明したようにＣｄ、ＹＭｎＹＴｅのＣｄの一部を
Ｈｇで置換したＣｄＸＭｎＹＨｇＺＴｅは、エネルギー
ギャップがｃｄ、−ＹＭｎＹＴｅの値より小さくなって
も、大きなヴエルデ定数を保持する。このことから磁気
光学素子の素子長が短く、素子を小型にできる利点があ
る。この大きなヴエルデ定数の保持効果は可視光半導体
レーザの発振波長でも有効であるので、本発明の化合物
は磁気光学素子用材料と しての有用性が高い。
Ｈｇで置換したＣｄＸＭｎＹＨｇＺＴｅは、エネルギー
ギャップがｃｄ、−ＹＭｎＹＴｅの値より小さくなって
も、大きなヴエルデ定数を保持する。このことから磁気
光学素子の素子長が短く、素子を小型にできる利点があ
る。この大きなヴエルデ定数の保持効果は可視光半導体
レーザの発振波長でも有効であるので、本発明の化合物
は磁気光学素子用材料と しての有用性が高い。
第１図は本発明のＣｄＸＭｎＹＨｇＺＴｅの組成範囲で
ある。 第１図 ｎＴｅ
ある。 第１図 ｎＴｅ
Claims (1)
- （１）組成式Ｃｄ＿ＸＭｎ＿ＹＨｇ＿ＺＴｅ（Ｘ＋Ｙ＋
Ｚ＝１）で表される化合物の組成が（Ｘ＝０．６、Ｙ＝
０．４、Ｚ＝０）、（Ｘ＝０．２、Ｙ＝０．４、Ｚ＝０
．４）、（Ｘ＝０．２、Ｙ＝０．７５、Ｚ＝０．０５）
および（Ｘ＝０．２５、Ｙ＝０．７５，Ｚ＝０）の各組
成に囲まれた範囲内にあることを特徴とする磁気光学材
料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2414990A JP2816370B2 (ja) | 1990-02-02 | 1990-02-02 | 磁気光学材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2414990A JP2816370B2 (ja) | 1990-02-02 | 1990-02-02 | 磁気光学材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03229217A true JPH03229217A (ja) | 1991-10-11 |
| JP2816370B2 JP2816370B2 (ja) | 1998-10-27 |
Family
ID=12130281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2414990A Expired - Fee Related JP2816370B2 (ja) | 1990-02-02 | 1990-02-02 | 磁気光学材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2816370B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994017437A1 (fr) * | 1993-01-25 | 1994-08-04 | Tokin Corporation | Element magneto-optique |
| JPH06222310A (ja) * | 1993-01-25 | 1994-08-12 | Tokin Corp | 磁気光学素子 |
| EP0686711A4 (en) * | 1993-12-22 | 1998-01-07 | Tokin Corp | MAGNETO-OPTICAL DEVICE AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
-
1990
- 1990-02-02 JP JP2414990A patent/JP2816370B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994017437A1 (fr) * | 1993-01-25 | 1994-08-04 | Tokin Corporation | Element magneto-optique |
| JPH06222310A (ja) * | 1993-01-25 | 1994-08-12 | Tokin Corp | 磁気光学素子 |
| US5596447A (en) * | 1993-01-25 | 1997-01-21 | Tokin Corporation | Magnetooptical element |
| EP0686711A4 (en) * | 1993-12-22 | 1998-01-07 | Tokin Corp | MAGNETO-OPTICAL DEVICE AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2816370B2 (ja) | 1998-10-27 |
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