JPH04137716A - Ｂｉ置換磁性ガーネット結晶の製造方法 - Google Patents
Ｂｉ置換磁性ガーネット結晶の製造方法Info
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- JPH04137716A JPH04137716A JP25970190A JP25970190A JPH04137716A JP H04137716 A JPH04137716 A JP H04137716A JP 25970190 A JP25970190 A JP 25970190A JP 25970190 A JP25970190 A JP 25970190A JP H04137716 A JPH04137716 A JP H04137716A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/14—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates
- H01F41/24—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates from liquids
- H01F41/28—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates from liquids by liquid phase epitaxy
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】
口産業上の利用分野］
本発明は、ファラデー効果を利用した光アイソレータ、
光サーキュレータ、光スィッチなどの磁気光学素子に用
いられるビスマス（Ｂｉ）置換磁性ガーネット結晶に関
するものである。
光サーキュレータ、光スィッチなどの磁気光学素子に用
いられるビスマス（Ｂｉ）置換磁性ガーネット結晶に関
するものである。
［従来の技術］
半導体レーザ（ＬＤ）を光源とする光伝送回路において
、コネクタやスイッチなどの光学部品、受光素子等から
の反射戻り°光がＬＤに入ると、レーザ発振が不安定と
なり伝送品質が劣化することが知られている。この対策
としてＬＤへの反射戻り光を遮断する光アイソレータが
提案され、現在実用化が進んでいる。
、コネクタやスイッチなどの光学部品、受光素子等から
の反射戻り°光がＬＤに入ると、レーザ発振が不安定と
なり伝送品質が劣化することが知られている。この対策
としてＬＤへの反射戻り光を遮断する光アイソレータが
提案され、現在実用化が進んでいる。
光アイソレータは、磁気光学効果のうちで透過光の直線
偏光面回転現象であるファラデ−効果のもつ非相反性を
うまく利用したものである。
偏光面回転現象であるファラデ−効果のもつ非相反性を
うまく利用したものである。
ファラデー効果を示し、波長１．３〜１゜５５μｍの近
赤外領域で用いられるファラデー回転子材料は、磁気光
学ガーネット結晶である。その中で、光アイソレータの
ファラデー回転子としてイツトリウム・鉄・ガーネッ）
（ＹＩＧ）結晶が最初に使用された。
赤外領域で用いられるファラデー回転子材料は、磁気光
学ガーネット結晶である。その中で、光アイソレータの
ファラデー回転子としてイツトリウム・鉄・ガーネッ）
（ＹＩＧ）結晶が最初に使用された。
近年、光アイソレータの小型化、ならびに低価格化が急
速に進展し、これに伴い素子の小型化、および製作コス
トの低減化が切望されている。
速に進展し、これに伴い素子の小型化、および製作コス
トの低減化が切望されている。
光アイソレータの小型化のためには、主要部品であるフ
ァラデー回転子の小型化が必須の条件である。
ァラデー回転子の小型化が必須の条件である。
ところで、ファラデー回転子として用いる場合は、入射
偏光面を４５度回転させるだけの長さが必要であるが、
この長さはファラデー回転係数の大・小に比例する。し
たがって、ファラデー回転子をより小型化するためには
、ファラデー回転係数の大きな材料を選択する必要があ
る。
偏光面を４５度回転させるだけの長さが必要であるが、
この長さはファラデー回転係数の大・小に比例する。し
たがって、ファラデー回転子をより小型化するためには
、ファラデー回転係数の大きな材料を選択する必要があ
る。
ファラデー回転係数の大きな材料として、Ｂｉを固溶し
たガーネットが一般に知られている。
たガーネットが一般に知られている。
本材料は、ＣＶＤ法、スパッタ法、フラックス法および
液相エピタキシャル（ＬＰＥ）法等によって製造可能で
ある。しかし、ＣＶＤ法およびスパッタ法は主に結晶性
に問題があり、まだ実用化が難しい。
液相エピタキシャル（ＬＰＥ）法等によって製造可能で
ある。しかし、ＣＶＤ法およびスパッタ法は主に結晶性
に問題があり、まだ実用化が難しい。
フラックス法は、ガーネット成分の酸化イツトリウム（
Ｙ２Ｏ２）および酸化鉄（Ｆｅ２０３）と共に、フラッ
クス成分の酸化鉛（ｐｂｏ）や酸化はう素（Ｂ２０３）
を融解し、融液を液相温度以上に保持して均一にした後
、融液を徐冷することによりガーネット結晶を自然核発
生により成長させる。本法では、ガーネット成分の偏析
のため濃度バラツキが生じ易い、フラックスの固化に伴
い結晶にクラックが入り易い、等の欠点が見られたが、
改良されたフラックス法により改善された。
Ｙ２Ｏ２）および酸化鉄（Ｆｅ２０３）と共に、フラッ
クス成分の酸化鉛（ｐｂｏ）や酸化はう素（Ｂ２０３）
を融解し、融液を液相温度以上に保持して均一にした後
、融液を徐冷することによりガーネット結晶を自然核発
生により成長させる。本法では、ガーネット成分の偏析
のため濃度バラツキが生じ易い、フラックスの固化に伴
い結晶にクラックが入り易い、等の欠点が見られたが、
改良されたフラックス法により改善された。
しかし、自然核を成長させるため結晶育成に長時間を要
する、素子化には精密加工を要する、等量産性に乏しい
。
する、素子化には精密加工を要する、等量産性に乏しい
。
このような状況から、磁気バブル素子用ガーネット薄膜
の育成法として開発されたＬＰＥ法が注目され、本法を
用いてＢｉ置換磁性ガーネット厚膜の開発が種々検討さ
れている。
の育成法として開発されたＬＰＥ法が注目され、本法を
用いてＢｉ置換磁性ガーネット厚膜の開発が種々検討さ
れている。
さて、Ｔｈ１ｎ ５ｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ、１１４（１
９８４）６９に示されているように、ファラデー回転係
数はＢｉ置換量に比例して増加する。しかし、ガーネッ
ト結晶に対するＢｉの固溶度が極めて小さいことから、
置換が非常に難しいことも知られている。
９８４）６９に示されているように、ファラデー回転係
数はＢｉ置換量に比例して増加する。しかし、ガーネッ
ト結晶に対するＢｉの固溶度が極めて小さいことから、
置換が非常に難しいことも知られている。
Ｂｉを多量に置換するためには、（イ）最適成分系の探
索、（ロ）ＬＰＥ条件の最適化、および（ハ）融液組成
の最適化、等が提案されているが、Ｊｏｕｎａｌ ｏｆ
Ｃｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔｈ ７１（１９８５）４
０９およびＰｈｙｓ、 ５ｔａｔ、Ｓｏｌ、 （ａ）１
００（１９８７）２１３、等に示されているように、上
記（ロ）および（ハ）の方法が特に効果的である。
索、（ロ）ＬＰＥ条件の最適化、および（ハ）融液組成
の最適化、等が提案されているが、Ｊｏｕｎａｌ ｏｆ
Ｃｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔｈ ７１（１９８５）４
０９およびＰｈｙｓ、 ５ｔａｔ、Ｓｏｌ、 （ａ）１
００（１９８７）２１３、等に示されているように、上
記（ロ）および（ハ）の方法が特に効果的である。
（ロ）では、主に過冷却度（ΔＴ：飽和温度−膜成長温
度）の増大および膜成長温度（ＴＧ）の低温化が知られ
ており、一方（ハ）の中では、融液中のＢｉイオンの濃
度を高めるためにＢｉ２Ｏ３量を増加させることが重要
である。
度）の増大および膜成長温度（ＴＧ）の低温化が知られ
ており、一方（ハ）の中では、融液中のＢｉイオンの濃
度を高めるためにＢｉ２Ｏ３量を増加させることが重要
である。
ところで、ガーネット膜育成用融液の出発原料は、全て
酸化物であること、またＢｉ２Ｏ３およびＰｂＯを多量
に充填すること、またこれらを混合した原料を１１００
〜１３００℃の高温に加熱すること、等の理由からしＰ
Ｅガーネット結晶育成用ルツボ材質は、耐酸化性ならび
に耐腐食性に優れた純白金（Ｐｔ）、あるいはｐｔ主体
の合金が用いられている。しかしながら、上記Ｐｔ材を
用いても酸化、あるいは腐食等が徐々に進行し、融液中
にＰｔが溶は出すことが大きな問題点であり、これがＬ
ＰＥ法の一つの弱点でもある。
酸化物であること、またＢｉ２Ｏ３およびＰｂＯを多量
に充填すること、またこれらを混合した原料を１１００
〜１３００℃の高温に加熱すること、等の理由からしＰ
Ｅガーネット結晶育成用ルツボ材質は、耐酸化性ならび
に耐腐食性に優れた純白金（Ｐｔ）、あるいはｐｔ主体
の合金が用いられている。しかしながら、上記Ｐｔ材を
用いても酸化、あるいは腐食等が徐々に進行し、融液中
にＰｔが溶は出すことが大きな問題点であり、これがＬ
ＰＥ法の一つの弱点でもある。
［発明が解決しようとする問題点コ
融液中に溶は出したＰｔは、（イ）Ｐｔ２＋あるいはＰ
ｔ４＋イオンとなり膜中に混入し、膜中の価数バランス
を崩す。価数バランスの”ズレ”は、日本応用磁気学会
誌、 Ｖｏｌ、１０゜Ｎｏ、２ （１９８６）ｐ、 １
６１にも示されているように、光吸収の増大につながる
ことが知られている。
ｔ４＋イオンとなり膜中に混入し、膜中の価数バランス
を崩す。価数バランスの”ズレ”は、日本応用磁気学会
誌、 Ｖｏｌ、１０゜Ｎｏ、２ （１９８６）ｐ、 １
６１にも示されているように、光吸収の増大につながる
ことが知られている。
（ロ）膜中に取り込まれずに融液中に浮遊しているｐｔ
の一部は、Ｊ、 Ｍａｇｎ、 Ｓｏｃ、 Ｊｐｎ、 １
１、５ｌ（１９８７）３４７から知れるように膜欠陥の
一因となり、この欠陥部は、日本応用磁気学会誌１０．
２（１９８６） １４７に述べられているように光学特
性が劣化する。
の一部は、Ｊ、 Ｍａｇｎ、 Ｓｏｃ、 Ｊｐｎ、 １
１、５ｌ（１９８７）３４７から知れるように膜欠陥の
一因となり、この欠陥部は、日本応用磁気学会誌１０．
２（１９８６） １４７に述べられているように光学特
性が劣化する。
したがって、Ｐｔルツボの溶融は極めて重大な問題であ
る。
る。
［問題点を解決するための手段］
本発明は、上記問題点を解決するために、Ｂｉ置換磁性
ガーネット結晶な液相エピタキシャル（ＬＰＥ）法で育
成する際、非磁性ガーネット基板、または／および該基
板を保持する治具、または／および膜育成用融液に振動
を付加することを特徴とするビスマス置換磁性ガーネッ
ト結晶の製造方法を提供するものである。
ガーネット結晶な液相エピタキシャル（ＬＰＥ）法で育
成する際、非磁性ガーネット基板、または／および該基
板を保持する治具、または／および膜育成用融液に振動
を付加することを特徴とするビスマス置換磁性ガーネッ
ト結晶の製造方法を提供するものである。
本発明は、既述の浮遊ｐｔ粉粒子影響による膜欠陥を防
止することが主な目的である。
止することが主な目的である。
即ち、基板、治具あるいは融液に振動を付加して上記Ｐ
ｔ粒子が基板に付着するのを防止しながら膜育成を行う
方法である。
ｔ粒子が基板に付着するのを防止しながら膜育成を行う
方法である。
［実施例］
以下に、実施例を用いて本発明の詳細な説明する。
〈実施例１〉
約２０００ｇの原料を充填したＰｔルツボを大気中の育
成炉内に設置し、成長温度および成長速度を各々約７７
２℃及び約０．３５μｍ／ｍｉｎに固定し、周波数約２
０Ｈｚの振動を基板固定治具に付加しながら約１００μ
ｍのガーネット膜を育成した後、ガーネット膜面の欠陥
数を光学顕微鏡を用いて観察した。第１図のａに振動変
位量と膜欠陥数の関係を示す。図から分かるように振動
を付加することにより膜欠陥数が減少することが明らか
であり、振動変位量の増加に伴い膜欠陥数は顕著に減少
し約２４μｍの変位量で膜欠陥数は、はぼゼロになった
。
成炉内に設置し、成長温度および成長速度を各々約７７
２℃及び約０．３５μｍ／ｍｉｎに固定し、周波数約２
０Ｈｚの振動を基板固定治具に付加しながら約１００μ
ｍのガーネット膜を育成した後、ガーネット膜面の欠陥
数を光学顕微鏡を用いて観察した。第１図のａに振動変
位量と膜欠陥数の関係を示す。図から分かるように振動
を付加することにより膜欠陥数が減少することが明らか
であり、振動変位量の増加に伴い膜欠陥数は顕著に減少
し約２４μｍの変位量で膜欠陥数は、はぼゼロになった
。
〈実施例２〉
約２０００ｇの原料を充填したＰｔルツボを大気中の育
成炉内に設置し、成長温度および成長速度を各々約７７
２℃及び約０．３５μｍ／ｍｉｎに固定し、周波数約２
０Ｈｚの振動を育成用融液に付加しながら約１００μｍ
のガーネット膜を育成した後、ガーネット膜面の欠陥数
を光学顕微鏡を用いて観察した。
成炉内に設置し、成長温度および成長速度を各々約７７
２℃及び約０．３５μｍ／ｍｉｎに固定し、周波数約２
０Ｈｚの振動を育成用融液に付加しながら約１００μｍ
のガーネット膜を育成した後、ガーネット膜面の欠陥数
を光学顕微鏡を用いて観察した。
第１図のｂに振動変位量と膜欠陥数の関係を示す。ここ
で振動変位量とは、加振装置で印加した振動の振幅を呼
ぶ。
で振動変位量とは、加振装置で印加した振動の振幅を呼
ぶ。
図から分かるように振動を付加することにより膜欠陥数
が減少することが明らかであり、振動変位量の増加に伴
い膜欠陥数は顕著に減少し約２２μｍの変位量で膜欠陥
数は、はばゼロになった□ ［発明の効果コ 本発明により、膜欠陥数が顕著しこ低減するため製造歩
留りが大幅に向上する。
が減少することが明らかであり、振動変位量の増加に伴
い膜欠陥数は顕著に減少し約２２μｍの変位量で膜欠陥
数は、はばゼロになった□ ［発明の効果コ 本発明により、膜欠陥数が顕著しこ低減するため製造歩
留りが大幅に向上する。
【図面の簡単な説明】
第１図は、付加した振動変位量と膜欠陥数の関係を示し
た図である。
た図である。
Claims (3)
- （１）液相エピタキシャル法で育成するＢｉ置換磁性ガ
ーネット結晶の製造方法において、振動を付加すること
を特徴とするＢｉ置換磁性ガーネット結晶の製造方法。 - （２）非磁性ガーネット基板または／および該基板を保
持する治具に振動を付加することを特徴とする請求項１
に記載のＢｉ置換磁性ガーネット結晶の製造方法。 - （３）ガーネット膜育成用融液に振動を付加することを
特徴とする請求項１項に記載のＢｉ置換磁性ガーネット
結晶の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25970190A JPH04137716A (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | Ｂｉ置換磁性ガーネット結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25970190A JPH04137716A (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | Ｂｉ置換磁性ガーネット結晶の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04137716A true JPH04137716A (ja) | 1992-05-12 |
Family
ID=17337732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25970190A Pending JPH04137716A (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | Ｂｉ置換磁性ガーネット結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04137716A (ja) |
-
1990
- 1990-09-28 JP JP25970190A patent/JPH04137716A/ja active Pending
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