JPH05234753A - 希土類オルソフェライト薄膜およびその形成方法 - Google Patents
希土類オルソフェライト薄膜およびその形成方法Info
- Publication number
- JPH05234753A JPH05234753A JP7243092A JP7243092A JPH05234753A JP H05234753 A JPH05234753 A JP H05234753A JP 7243092 A JP7243092 A JP 7243092A JP 7243092 A JP7243092 A JP 7243092A JP H05234753 A JPH05234753 A JP H05234753A
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- Japan
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- thin film
- rare earth
- substrate
- solution
- organic solvent
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高温高圧条件を必要とせずに純度の良好な希
土類オルソフェライト薄膜を形成する。 【構成】 Ｒ（ＮＯ3 ）3 ・ｎＨ2 Ｏ（Ｒは希土類元
素、ｎは整数）およびＴ（ＮＯ3 ）3 ・９Ｈ2 Ｏ（Ｔは
遷移金属）をエタノール、１−メチル−２−ピロリドン
などの有機溶媒に溶解し、この溶液を基板に塗布した
後、加熱して薄膜とする。
土類オルソフェライト薄膜を形成する。 【構成】 Ｒ（ＮＯ3 ）3 ・ｎＨ2 Ｏ（Ｒは希土類元
素、ｎは整数）およびＴ（ＮＯ3 ）3 ・９Ｈ2 Ｏ（Ｔは
遷移金属）をエタノール、１−メチル−２−ピロリドン
などの有機溶媒に溶解し、この溶液を基板に塗布した
後、加熱して薄膜とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は希土類オルソフェライト
薄膜およびその形成方法に関する。
薄膜およびその形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】組成式ＲＴＯ3 （Ｒは希土類元素，Ｔは
金属の遷移元素）などからなる希土類オルソフェライト
はスピンの再配列現象等の多彩な磁性を示すと共に、大
きな磁気光学効果を有していることから、これらの性質
を利用した光スイッチやセンサなどへの活用がなされて
いる。また、これらの機器への適用に際しては、希土類
オルソフェライトをバルク結晶とする必要がある。この
ようなバルク結晶を形成するため、従来ではフラックス
法、熱水合成法、フローティングゾーン法などの方法が
行われていた。
金属の遷移元素）などからなる希土類オルソフェライト
はスピンの再配列現象等の多彩な磁性を示すと共に、大
きな磁気光学効果を有していることから、これらの性質
を利用した光スイッチやセンサなどへの活用がなされて
いる。また、これらの機器への適用に際しては、希土類
オルソフェライトをバルク結晶とする必要がある。この
ようなバルク結晶を形成するため、従来ではフラックス
法、熱水合成法、フローティングゾーン法などの方法が
行われていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来より
行われているフラックス法では、使用したフラックスが
結晶内に不純物として混入し易く、良質な純度の希土類
オルソフェライトとすることができない共に、１３００
℃以上の高温とする必要があり、設備が大がかりとなっ
ていた。また、熱水合成法では４００気圧程度に耐えら
れる容器が必要であり、同様に設備が大ががりとなって
いる。さらに、フローティングゾーン法も１６００℃以
上に昇温する必要があり、設備が大がかりとなり、簡易
にバルク結晶を形成することができない。
行われているフラックス法では、使用したフラックスが
結晶内に不純物として混入し易く、良質な純度の希土類
オルソフェライトとすることができない共に、１３００
℃以上の高温とする必要があり、設備が大がかりとなっ
ていた。また、熱水合成法では４００気圧程度に耐えら
れる容器が必要であり、同様に設備が大ががりとなって
いる。さらに、フローティングゾーン法も１６００℃以
上に昇温する必要があり、設備が大がかりとなり、簡易
にバルク結晶を形成することができない。
【０００４】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
であり、高温高圧を必要とせずに簡便に形成できる希土
類オルソフェライト薄膜と、その形成方法を提供するこ
とを目的とする。
であり、高温高圧を必要とせずに簡便に形成できる希土
類オルソフェライト薄膜と、その形成方法を提供するこ
とを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、希土類硝酸塩化合物と有機溶媒を使用したも
のであり、その薄膜は、基板に塗布した希土類硝酸塩化
合物の有機溶媒溶液を加熱することにより形成したこと
を特徴とする。ここで、例えばこの希土類オルソフェラ
イト薄膜の出発物質としては、Ｒ（ＮＯ3 ）3 ・ｎＨ2
Ｏ（Ｒは希土類、ｎは整数）およびＦｅ（ＮＯ3 ）3 ・
９Ｈ2 Ｏを使用できる。また、有機溶媒としては、これ
らの出発物質を溶解する性質を有したエタノールなどの
アルコール類や１−メチル−２−ピロリドンなどのケト
ン類を選択することができる。
本発明は、希土類硝酸塩化合物と有機溶媒を使用したも
のであり、その薄膜は、基板に塗布した希土類硝酸塩化
合物の有機溶媒溶液を加熱することにより形成したこと
を特徴とする。ここで、例えばこの希土類オルソフェラ
イト薄膜の出発物質としては、Ｒ（ＮＯ3 ）3 ・ｎＨ2
Ｏ（Ｒは希土類、ｎは整数）およびＦｅ（ＮＯ3 ）3 ・
９Ｈ2 Ｏを使用できる。また、有機溶媒としては、これ
らの出発物質を溶解する性質を有したエタノールなどの
アルコール類や１−メチル−２−ピロリドンなどのケト
ン類を選択することができる。
【０００６】このような希土類オルソフェライト薄膜を
形成する本発明の形成方法は、希土類の硝酸塩化合物を
有機溶媒に溶解した溶液を基板に塗布した後、加熱して
薄膜とすることを特徴とする。
形成する本発明の形成方法は、希土類の硝酸塩化合物を
有機溶媒に溶解した溶液を基板に塗布した後、加熱して
薄膜とすることを特徴とする。
【０００７】
【実施例１】希土類の硝酸塩化合物として、Ｓｍ（ＮＯ
3 ）3 ・６Ｈ2 Ｏを使用し、この化合物とＦｅ（Ｎ
Ｏ3 ）3 ・９Ｈ2 Ｏとを重合比１：１でエタノールに溶
解して濃度０．２ｍｏｌ／１〜０．４ｍｏｌ／１の溶液
とした。一方、石英ガラスからなり、５ｃｍ×５ｃｍの
基板をスピンナーで回転させながら、その中心部分に対
して上記溶液を１ｃｃ滴下して拡散させることにより、
基板の全面に溶液を塗布した。この塗布後、基板をホッ
トプレート上に載置して３００〜３５０℃で１分間加熱
することにより、エタノールを蒸発させて乾燥し、基板
上に９００Å（０．２ｍｏｌ／１の場合）〜２２００Å
（０．４ｍｏｌ／１の場合）の厚さのＳｍＦｅＯ3 の薄
膜を形成した。
3 ）3 ・６Ｈ2 Ｏを使用し、この化合物とＦｅ（Ｎ
Ｏ3 ）3 ・９Ｈ2 Ｏとを重合比１：１でエタノールに溶
解して濃度０．２ｍｏｌ／１〜０．４ｍｏｌ／１の溶液
とした。一方、石英ガラスからなり、５ｃｍ×５ｃｍの
基板をスピンナーで回転させながら、その中心部分に対
して上記溶液を１ｃｃ滴下して拡散させることにより、
基板の全面に溶液を塗布した。この塗布後、基板をホッ
トプレート上に載置して３００〜３５０℃で１分間加熱
することにより、エタノールを蒸発させて乾燥し、基板
上に９００Å（０．２ｍｏｌ／１の場合）〜２２００Å
（０．４ｍｏｌ／１の場合）の厚さのＳｍＦｅＯ3 の薄
膜を形成した。
【０００８】その後、上述した基板への溶液の塗布と、
ホットプレート上での加熱乾燥を、数回繰り返した後、
基板を電気炉内に入れて、７５０〜９００℃で３〜５時
間加熱し、本実施例の薄膜試料を形成した。
ホットプレート上での加熱乾燥を、数回繰り返した後、
基板を電気炉内に入れて、７５０〜９００℃で３〜５時
間加熱し、本実施例の薄膜試料を形成した。
【０００９】図１は上記工程により作成されたＳｍＦｅ
Ｏ3 薄膜試料のＸ線回折図を示し、横軸に２θ（ｄｅ
ｇ）を、縦軸に反射Ｘ線の強度をプロットしてある。同
図に示すように、目的とする物質以外のピークがなく、
不純物の混入のないＳｍＦｅＯ3 薄膜であることが判
る。
Ｏ3 薄膜試料のＸ線回折図を示し、横軸に２θ（ｄｅ
ｇ）を、縦軸に反射Ｘ線の強度をプロットしてある。同
図に示すように、目的とする物質以外のピークがなく、
不純物の混入のないＳｍＦｅＯ3 薄膜であることが判
る。
【００１０】したがって、以上のような本実施例では、
高温高圧の過酷な条件とする必要がなく、簡単にＳｍＦ
ｅＯ3 薄膜を形成することができると共に、良質な純度
の薄膜とすることができる。
高温高圧の過酷な条件とする必要がなく、簡単にＳｍＦ
ｅＯ3 薄膜を形成することができると共に、良質な純度
の薄膜とすることができる。
【００１１】なお、上記実施例は希土類オルソフェライ
トの薄膜を形成する工程であるが、希土類オルソフェラ
イトのバルク結晶を形成する場合には、上記工程からス
ピンナーでの塗布工程を省くことにより同様に形成する
ことができる。
トの薄膜を形成する工程であるが、希土類オルソフェラ
イトのバルク結晶を形成する場合には、上記工程からス
ピンナーでの塗布工程を省くことにより同様に形成する
ことができる。
【００１２】
【実施例２】表１は実施例１と同様にして形成した希土
類オルソフェライトの薄膜の組成と、その形成条件を示
す。表１の各欄Ａ〜Ｄにおいて、希土類元素ＲとしてＳ
ｍ，Ｇｄを、また遷移金属ＴとしてＦｅ，ＣｒおよびＦ
ｅ1-x Ｃｒx を用いている。また、それぞれの有機溶媒
の種類、真空乾燥時間、電気炉内での反応温度と時間を
各欄に記載してある。図２〜図５は表１の各欄の薄膜組
成物のＸ線回析図を示す。図２及び図３においては３８
５ｎｍ付近にピークをもち、更に、短波長側にもピーク
をもつ。３８５ｎｍ付近のピークはＦｅのｄ電子の関与
する遷移と考えられ、短波長側は、希土類依存性を示し
ていることからｆ電子が関与する遷移だと考えられる。
類オルソフェライトの薄膜の組成と、その形成条件を示
す。表１の各欄Ａ〜Ｄにおいて、希土類元素ＲとしてＳ
ｍ，Ｇｄを、また遷移金属ＴとしてＦｅ，ＣｒおよびＦ
ｅ1-x Ｃｒx を用いている。また、それぞれの有機溶媒
の種類、真空乾燥時間、電気炉内での反応温度と時間を
各欄に記載してある。図２〜図５は表１の各欄の薄膜組
成物のＸ線回析図を示す。図２及び図３においては３８
５ｎｍ付近にピークをもち、更に、短波長側にもピーク
をもつ。３８５ｎｍ付近のピークはＦｅのｄ電子の関与
する遷移と考えられ、短波長側は、希土類依存性を示し
ていることからｆ電子が関与する遷移だと考えられる。
【００１３】
【表１】
【００１４】図６及び図７は表１における薄膜Ａ及びＢ
の光吸収測定の結果を示す。これらの図から明らかなよ
うに、光の波長が５００ｎｍ未満でも十分測定可能であ
り、単結晶材料に比べより短波長側でので使用が可能で
あることが判る。
の光吸収測定の結果を示す。これらの図から明らかなよ
うに、光の波長が５００ｎｍ未満でも十分測定可能であ
り、単結晶材料に比べより短波長側でので使用が可能で
あることが判る。
【００１５】図８はＳｍＦｅＯ3 、図９はＳｍＦｅ0.8
Ｃｒ0.2 Ｏ3 のファラデー回転角の温度変化を示す。こ
れらのファラデー回転角では温度を上昇させると一旦増
加し、その後また減少している。これはスピン再配列が
生じたことを意味している。このスピン再配列現象は、
Ｃｒを含まない図８の場合に比べ、Ｃｒを含む図９の方
が２０℃程低下しており、また、磁気転移温度は１００
℃程度も低下している。即ちＦｅの一部をＣｒで置換す
れば磁気転移温度をかえることが出来ることが判る。
Ｃｒ0.2 Ｏ3 のファラデー回転角の温度変化を示す。こ
れらのファラデー回転角では温度を上昇させると一旦増
加し、その後また減少している。これはスピン再配列が
生じたことを意味している。このスピン再配列現象は、
Ｃｒを含まない図８の場合に比べ、Ｃｒを含む図９の方
が２０℃程低下しており、また、磁気転移温度は１００
℃程度も低下している。即ちＦｅの一部をＣｒで置換す
れば磁気転移温度をかえることが出来ることが判る。
【００１６】尚、上記実施例では、有機溶剤としてエタ
ノール、１−メチル−２ピロリドンを使用したが、他の
溶剤、たとえば、メタノール、グリセリン等のアルコー
ル類、アセトン等のケトン類であってもよく水であって
もよい。また、上記実施例では、希土類としてＳｍ，Ｇ
ｄ、遷移元素としてＦｅ，ＣｒＦｅ1-X ＣｒX を用いた
が、他の希土類、他の遷移元素を使用したオルソフェラ
イト薄膜及びその形成方法にも同様に適用することがで
きる。
ノール、１−メチル−２ピロリドンを使用したが、他の
溶剤、たとえば、メタノール、グリセリン等のアルコー
ル類、アセトン等のケトン類であってもよく水であって
もよい。また、上記実施例では、希土類としてＳｍ，Ｇ
ｄ、遷移元素としてＦｅ，ＣｒＦｅ1-X ＣｒX を用いた
が、他の希土類、他の遷移元素を使用したオルソフェラ
イト薄膜及びその形成方法にも同様に適用することがで
きる。
【００１７】
【発明の効果】本発明は希土類の硝酸塩化合物を有機溶
媒に溶解し、基板に塗布して加熱することにより形成す
るため、高温高圧の過酷な条件を必要とせず、しかも純
度の良好な薄膜とすることができる。
媒に溶解し、基板に塗布して加熱することにより形成す
るため、高温高圧の過酷な条件を必要とせず、しかも純
度の良好な薄膜とすることができる。
【図１】本発明の実施例１の薄膜のＸ線回析図である。
【図２】ＳｍＦｅＯ3 薄膜のＸ線回析図である。
【図３】ＧｄＦｅＯ3 薄膜のＸ線回析図である。
【図４】ＳｍＣｒＯ3 薄膜のＸ線回析図である。
【図５】ＳｍＦｅ0.8 Ｃｒ0.2 Ｏ3 薄膜のＸ線回析図で
ある。
ある。
【図６】ＳｍＦｅＯ3 薄膜の光吸収特性図である。
【図７】ＧｄＦｅＯ3 薄膜の光吸収特性図である。
【図８】ＳｍＦｅＯ3 薄膜のファラデー回転特性図であ
る。
る。
【図９】ＳｍＦｅ0.8 Ｃｒ0.2 Ｏ3 薄膜のファンデー回
転特性図である。
転特性図である。
Claims (4)
- 【請求項１】 基板に塗布した希土類硝酸塩化合物の有
機溶媒溶液を加熱することにより形成したことを特徴と
する希土類オルソフェライト薄膜。 - 【請求項２】 希土類の硝酸塩化合物を有機溶媒に溶解
した溶液を基板に塗布した後、加熱して薄膜とすること
を特徴とする希土類オルソフェライト薄膜の形成方法。 - 【請求項３】 Ｒ（ＮＯ3 ）3 ・ｎＨ2 Ｏ（Ｒは希土類
元素、ｎは整数）およびＴ（ＮＯ3 ）3 ・９Ｈ2 Ｏ（Ｔ
は遷移金属）の有機溶媒溶液を加熱することにより形成
したことを特徴とする希土類オルソフェライト薄膜。 - 【請求項４】 Ｒ（ＮＯ3 ）3 ・ｎＨ2 Ｏ（Ｒは希土類
元素、ｎは整数）およびＦｅ（ＮＯ3 ）3 ・９Ｈ2 Ｏを
有機溶媒に溶解した溶液を基板に塗布した後、加熱して
薄膜とすることを特徴とする希土類オルソフェライト薄
膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7243092A JPH05234753A (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 希土類オルソフェライト薄膜およびその形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7243092A JPH05234753A (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 希土類オルソフェライト薄膜およびその形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05234753A true JPH05234753A (ja) | 1993-09-10 |
Family
ID=13489075
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7243092A Pending JPH05234753A (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 希土類オルソフェライト薄膜およびその形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05234753A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6631057B1 (en) | 1999-03-19 | 2003-10-07 | International Business Machines Corporation | Magnetic device with ferromagnetic layer contacting specified yttrium or rare earth element oxide antiferromagnetic layer |
| JP2010161272A (ja) * | 2009-01-09 | 2010-07-22 | Japan Science & Technology Agency | メモリ素子 |
-
1992
- 1992-02-21 JP JP7243092A patent/JPH05234753A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6631057B1 (en) | 1999-03-19 | 2003-10-07 | International Business Machines Corporation | Magnetic device with ferromagnetic layer contacting specified yttrium or rare earth element oxide antiferromagnetic layer |
| JP2010161272A (ja) * | 2009-01-09 | 2010-07-22 | Japan Science & Technology Agency | メモリ素子 |
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