JPH06260322A - 静磁波素子用材料 - Google Patents

静磁波素子用材料

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JPH06260322A
JPH06260322A JP6013978A JP1397894A JPH06260322A JP H06260322 A JPH06260322 A JP H06260322A JP 6013978 A JP6013978 A JP 6013978A JP 1397894 A JP1397894 A JP 1397894A JP H06260322 A JPH06260322 A JP H06260322A
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JP
Japan
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single crystal
trivalent
halide
yig
magnetostatic wave
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JP6013978A
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English (en)
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Takashi Fujii
井 高 志 藤
Hiroshi Takagi
木 洋 鷹
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/34Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites
    • H01F1/342Oxides
    • H01F1/344Ferrites, e.g. having a cubic spinel structure (X2+O)(Y23+O3), e.g. magnetite Fe3O4
    • H01F1/346[(TO4) 3] with T= Si, Al, Fe, Ga

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  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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  • Thin Magnetic Films (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気特性が改善された静磁波素子用材料を提
供する。 【構成】 Y3 Fe5 12において、長周期律表で7B
族を形成するハライド元素が添加された、静磁波素子用
材料である。一般式(Y3+ 3-m m )(Fe2+ xFe3+
5-x-n M′n )O12(ただし、Mは少なくとも1種類の
3価の元素、M′は少なくとも1種類の3価または2価
の元素、0<m<3、0<n<0.5)で表される磁性
ガーネット単結晶において、長周期律表で7B族を形成
するハライド元素が添加されてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は静磁波素子用材料に関
し、特に磁性ガーネット単結晶の材料となる静磁波素子
用材料に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、静磁波素子において磁性ガーネッ
ト単結晶の材料として、イットリウム・鉄ガーネット
(Y3 Fe5 12:以下YIGと表す。)が重要な材料
として使われていた。特に、このYIGは、極端に強磁
性半値幅(ΔH)が小さい。そのため、YIGを用いた
静磁波素子において、入力信号と出力信号との差を小さ
くできる。
【0003】静磁波素子の材料となるYIG単結晶は、
一般的には、薄膜として酸化鉛(PbO)と三酸化二硼
素(B2 3 )とを混合した溶媒に、三酸化二鉄(Fe
2 3 )と三酸化二イットリウム(Y2 3 )とを溶質
として溶かし込み、ガドリニウム・ガリウムガーネット
(Gd3 Ga5 12:以下GGGと表す。)単結晶基板
上にYIG単結晶薄膜を成長させる液相成長法(Liq
uid PhaseEpitaxy法:以下LPE法と
略す。)によって製造される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このY
IG単結晶薄膜を成長させたとき、同一の成長条件およ
び同一の成長後の温度履歴によっても、所望の磁気特性
が得られなかったり、また、作製した個々の単結晶薄膜
間での磁気特性の再現性がとれなかったりする場合があ
った。そして、成長したYIG単結晶薄膜内での磁気特
性に不均一が生じ、その結果として、このYIG単結晶
薄膜を用いて作製した静磁波素子の特性が劣化する場合
があった。
【0005】それゆえに、この発明の主たる目的は、磁
気特性が改善された静磁波素子用材料を提供することで
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、Y3 Fe
5 12において、長周期律表で7B族を形成するハライ
ド元素が添加された、静磁波素子用材料である。ハライ
ド元素の添加量は、Y3 Fe5 12に対して、0.00
1〜0.1重量%であるのが好ましい。
【0007】第2の発明は、一般式(Y3+ 3-m m
(Fe2+ x Fe3+ 5-x-n M′n )O12(ただし、Mは少
なくとも1種類の3価の元素、M′は少なくとも1種類
の3価または2価の元素、0<m<3、0<n<0.
5)で表される磁性ガーネット単結晶において、長周期
律表で7B族を形成するハライド元素が添加された、静
磁波素子用材料である。ハライド元素の添加量は、前記
磁性ガーネット単結晶に対して、0.001〜0.1重
量%であるのが好ましい。また、3価の元素Mは、B
i,Sbおよびランタン系遷移元素の中から選ばれる少
なくとも1種類以上であるのが好ましい。3価または2
価の元素M′は、Ga,In,Tl,CoおよびNiの
中から選ばれる少なくとも1種類以上であるのが好まし
い。
【0008】
【作用】本発明者らは、長周期律表で7B族を形成する
ハライド元素(フッ素,塩素,臭素,沃素,アスタチ
ン:以下それぞれF,Cl,Br,I,Atと表す。)
を結晶成長段階で故意に添加して、作製したYIG単結
晶中に含有させることによって、磁気特性が改善された
静磁波素子用YIG単結晶が得られることを見いだし
た。
【0009】一般に、鉄(Fe)イオンは、周囲の環境
に応じて、+2価イオンから+3価イオンに、あるい
は、+3価イオンから+2価イオンに容易に変化する。
このことから、本発明者らは、YIG中では本来+3価
イオンでなければならないYIGの構成要素であるFe
が、成長時の条件や成長後の温度履歴によって容易に+
2価イオンに変化するために、YIG単結晶の磁気特性
の不均一性が生じると考えた。
【0010】YIG中のすべてのFeイオンのうちxだ
けがFe2+に変化したとすると、電荷中性の条件から次
の(1)式が得られる。 Y3+ 3 Fe2+ x Fe3+ 5-x -2 12-x/20 x/2 ・・・(1)
【0011】(1)式において、正の電荷と負の電荷と
の和は0となる。ここで、YIGを構成する元素のう
ち、イットリウム(Y)は+3価をとり、酸素(O)は
−2価をとる。しかし、電荷中性の条件からだけだと、
本来酸素の格子位置にはいるべき酸素原子がx/2だけ
不足する。その酸素原子の不足分を補うために、結晶中
に(1)式で□0 で表される電荷0の点欠陥が、必ずx
/2存在することとなる。このような点欠陥は、いわゆ
るショットキー欠陥と称されているもので、本来原子が
占めるべき格子位置に原子が入らず、空になってしまう
欠陥である。Fe2+が含まれているYIG単結晶薄膜に
おいては、電荷中性の条件から、このような点欠陥が存
在する方が化学的に安定な状態となる。このような点欠
陥が結晶中に存在すると、局在的な核スピンが発生し、
YIGの静磁波特性を著しく阻害する結果となる。ここ
で、本発明者が提案するように、長周期律表で7B族を
形成するハライド元素(Xと表す:イオン価数は−1)
を結晶中に含有させると、(1)式で□0 で表される欠
陥がX-1で置換されて、次の(2)式のように表され
る。 Y3+ 3 Fe2+ x Fe3+ 5-x -2 12-x-1 x ・・・(2)
【0012】(2)式においては、点欠陥は存在せず、
電荷中性の条件も満足している。さらに、X-1の電子状
態は希ガスと等価になるために、局在的なスピンも発生
しない。このように、YIG単結晶において安定した状
態となるため、磁気特性の優れた静磁波素子用材料が得
られる。
【0013】以上の作用は、一般式(Y3+ 3-m m
(Fe2+ x Fe3+ 5-x-n M′n )O12(ただし、Mは少
なくとも1種類の3価の元素、M′は少なくとも1種類
の3価または2価の元素、0<m<3、0<n<0.
5)で表される磁性ガーネット単結晶にハライド元素を
添加した場合においても同様である。
【0014】
【発明の効果】この発明によれば、YIG単結晶および
YIGと同一構造でFeを含むガーネット型単結晶の磁
気特性が大きく改善される。そして、このYIG単結晶
などを用いて、より安定した特性の静磁波素子を高歩留
りで安価に製造することができる。
【0015】この発明の上述の目的,その他の目的,特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
【0016】
【実施例】この発明の実施例をLPE法を例にとって以
下に示す。
【0017】YIG単結晶薄膜を成長させるための材料
組成は、モル%で、Fe2 3 :FeF3 :Y2 3
PbO:B2 3 =9.0:0.5:0.5:84.
6:5.4である。溶質材料として、Fe2 3 とY2
3 とにFeF3 を加え、溶媒材料であるPbO+B2
3 混合物と混合して、白金製坩堝の中に充填させた。
この白金製坩堝をLPE炉内に設置し、1200℃まで
昇温して、原料を均一に融解したのち、結晶成長温度で
ある900℃まで降温し、安定させた。そののち、この
融液中にGGG結晶基板を浸漬させて、YIG単結晶薄
膜を成長させたのち取り出して、室温まで冷却して、試
料を得た。
【0018】この試料を用いて、電子スピン共鳴(ES
R)装置によって、強磁性共鳴スペクトルを観察した。
別に、上記の条件でFeF3 を加えずに、YIG単結晶
薄膜を成長させ、比較のための試料とした。
【0019】図1はこの発明の実施例のYIG単結晶薄
膜の強磁性共鳴スペクトル(ローレンツ型)を示すグラ
フである。また、図2はFeF3 を加えない条件で得ら
れた比較例のYIG単結晶薄膜の強磁性共鳴スペクトル
(ローレンツ型)を示すグラフである。
【0020】図1および図2から明らかなように、比較
例のYIG単結晶薄膜の強磁性共鳴スペクトルでは、2
つのピークが観察されているが、この発明の実施例のY
IG単結晶薄膜の強磁性共鳴スペクトルでは、単一ピー
クとなっている。
【0021】さらに、比較例のYIG単結晶薄膜では、
酸素中で熱処理を施すことによって、強磁性共鳴スペク
トルが変化した。それに対し、この発明のYIG単結晶
薄膜では、酸素中で熱処理を施しても、強磁性共鳴スペ
クトルはほとんど変化しなかった。なお、酸素中でのY
IG単結晶薄膜の熱処理条件は、900℃,6時間であ
る。
【0022】なお、確認のために、この発明の実施例の
YIG単結晶薄膜を分析したところ、約0.02重量%
のFが検出された。
【0023】このように、この実施例によれば、YIG
単結晶薄膜の磁気特性が大きく改善される。そして、こ
のYIG単結晶薄膜を用いて、より安定した特性の静磁
波素子を高歩留りで安価に製造することができる。
【0024】なお、この実施例では、FeF3 を溶質に
添加したが、FeF3 の代わりに、FeX3 またはYX
3 などの鉄またはイットリウムのハロゲン化物を、単独
にあるいは同時に添加しても同様の効果が得られる。こ
の実施例では、約0.02重量%のFを添加したが、ハ
ライド元素の添加範囲は0.5重量%以下であり、好ま
しくは、0.001〜0.1重量%の範囲である。ま
た、この実施例は、薄膜単結晶についてであるが、バル
ク単結晶についても同様の効果が得られる。
【0025】さらに、この実施例は、YIG単結晶薄膜
についてであるが、一般式(Y3+ 3-m m )(Fe2+ x
Fe3+ 5-x-n M′n )O12(ただし、Mは少なくとも1
種類の3価の元素、M′は少なくとも1種類の3価また
は2価の元素、0<m<3、0<n<0.5)で表され
る磁性ガーネット単結晶について同様の効果が得られ
る。このとき、3価の元素Mは、Bi,Sbおよびラン
タン系遷移元素の中から選ばれる少なくとも1種類以上
であり、3価または2価の元素M′は、Ga,In,T
l,CoおよびNiの中から選ばれる少なくとも1種類
以上である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のYIG単結晶薄膜の強磁性共鳴スペ
クトル(ローレンツ型)を示すグラフである。
【図2】FeF3 を加えない条件で得られたYIG単結
晶薄膜の強磁性共鳴スペクトル(ローレンツ型)を示す
グラフである。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Y3 Fe5 12において、長周期律表で
    7B族を形成するハライド元素が添加された、静磁波素
    子用材料。
  2. 【請求項2】 前記ハライド元素の添加量は、Y3 Fe
    5 12に対して、0.001〜0.1重量%である、請
    求項1の静磁波素子用材料。
  3. 【請求項3】 一般式(Y3+ 3-m m )(Fe2+ x Fe
    3+ 5-x-n M′n )O12(ただし、Mは少なくとも1種類
    の3価の元素、M′は少なくとも1種類の3価または2
    価の元素、0<m<3、0<n<0.5)で表される磁
    性ガーネット単結晶において、長周期律表で7B族を形
    成するハライド元素が添加された、静磁波素子用材料。
  4. 【請求項4】 前記ハライド元素の添加量は、一般式
    (Y3+ 3-m m )(Fe2+ x Fe3+ 5-x-n M′n )O12
    (ただし、Mは少なくとも1種類の3価の元素、M′は
    少なくとも1種類の3価または2価の元素、0<m<
    3、0<n<0.5)で表される磁性ガーネット単結晶
    に対して、0.001〜0.1重量%である、請求項3
    の静磁波素子用材料。
  5. 【請求項5】 3価の元素Mは、Bi,Sbおよびラン
    タン系遷移元素の中から選ばれる少なくとも1種類以上
    である、請求項3の静磁波素子用材料。
  6. 【請求項6】 3価または2価の元素M′は、Ga,I
    n,Tl,CoおよびNiの中から選ばれる少なくとも
    1種類以上である、請求項3の静磁波素子用材料。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08301695A (ja) * 1995-05-08 1996-11-19 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光学材料及びその製造方法
WO2010010950A1 (ja) * 2008-07-25 2010-01-28 独立行政法人物質・材料研究機構 ガーネット型単結晶、それを用いた光学部品およびその関連機器
JP2010030804A (ja) * 2008-07-25 2010-02-12 National Institute For Materials Science ガーネット型単結晶、それを用いた光学部品およびその関連機器
JP2013151425A (ja) * 2013-03-28 2013-08-08 National Institute For Materials Science 酸化物単結晶

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08301695A (ja) * 1995-05-08 1996-11-19 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光学材料及びその製造方法
WO2010010950A1 (ja) * 2008-07-25 2010-01-28 独立行政法人物質・材料研究機構 ガーネット型単結晶、それを用いた光学部品およびその関連機器
JP2010030804A (ja) * 2008-07-25 2010-02-12 National Institute For Materials Science ガーネット型単結晶、それを用いた光学部品およびその関連機器
US8808656B2 (en) 2008-07-25 2014-08-19 National Institute For Materials Science Garnet-type single crystal, optics using same and related apparatus thereof
JP2013151425A (ja) * 2013-03-28 2013-08-08 National Institute For Materials Science 酸化物単結晶

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