JPH069298A - 磁性ガーネット単結晶の製造方法 - Google Patents
磁性ガーネット単結晶の製造方法Info
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- JPH069298A JPH069298A JP3920891A JP3920891A JPH069298A JP H069298 A JPH069298 A JP H069298A JP 3920891 A JP3920891 A JP 3920891A JP 3920891 A JP3920891 A JP 3920891A JP H069298 A JPH069298 A JP H069298A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光アイソレータ用磁気光学素子材料として有
用な厚さ 250μm 以上の一般式HoX TbY Bi3-X-Y Fe5 O
12(但し、0.3 ≦Ｙ／Ｘ≦ 1.0、1.6 ≦Ｘ＋Ｙ≦ 1.8 )
で表されるビスマス置換磁性ガーネット単結晶を工業的
に、歩留り良く、大量に製造する方法〔液相エピタキシ
ャル法〕を提供する。 【構成】 ビスマス置換磁性ガーネット単結晶を、酸化
ほう素濃度が１．６重量％乃至２．３重量％の酸化ホロ
ミウム、酸化テルビウム、酸化鉄、酸化鉛、酸化ビスマ
ス、および、酸化ほう素からなる融液中で、ガーネット
基板上に育成させる。 【効果】 光学特性、および、製品歩留りの劣化・悪化
の主たる原因である内部ピットの数を２５個／cm2 以下
に抑制・制御することができる。
用な厚さ 250μm 以上の一般式HoX TbY Bi3-X-Y Fe5 O
12(但し、0.3 ≦Ｙ／Ｘ≦ 1.0、1.6 ≦Ｘ＋Ｙ≦ 1.8 )
で表されるビスマス置換磁性ガーネット単結晶を工業的
に、歩留り良く、大量に製造する方法〔液相エピタキシ
ャル法〕を提供する。 【構成】 ビスマス置換磁性ガーネット単結晶を、酸化
ほう素濃度が１．６重量％乃至２．３重量％の酸化ホロ
ミウム、酸化テルビウム、酸化鉄、酸化鉛、酸化ビスマ
ス、および、酸化ほう素からなる融液中で、ガーネット
基板上に育成させる。 【効果】 光学特性、および、製品歩留りの劣化・悪化
の主たる原因である内部ピットの数を２５個／cm2 以下
に抑制・制御することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁性ガーネット単結晶
の製造方法に関する。更に詳しく言えば、本発明は、ビ
スマス置換磁性ガーネット単結晶の製造方法に関する。
磁性ガーネット単結晶は、半導体レーザを光源とする光
通信や光応用機器などにおいて、ファラデー回転効果を
利用した光アイソレータや光サーキュレータなどのファ
ラデー素子として重要な素材である。
の製造方法に関する。更に詳しく言えば、本発明は、ビ
スマス置換磁性ガーネット単結晶の製造方法に関する。
磁性ガーネット単結晶は、半導体レーザを光源とする光
通信や光応用機器などにおいて、ファラデー回転効果を
利用した光アイソレータや光サーキュレータなどのファ
ラデー素子として重要な素材である。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザは、光通信や光応用機器な
どのコヒーレントな光源として広く利用されている。し
かし、半導体レーザには、半導体レーザから放出された
光線が光学系などによって反射されて、再びこの半導体
レーザ光源に戻るとレーザ発振が不安定になるという重
大な欠点・問題点がある。
どのコヒーレントな光源として広く利用されている。し
かし、半導体レーザには、半導体レーザから放出された
光線が光学系などによって反射されて、再びこの半導体
レーザ光源に戻るとレーザ発振が不安定になるという重
大な欠点・問題点がある。
【０００３】半導体レーザの有するこの問題点を解決す
るために、既に、半導体レーザの光出力側に光アイソレ
ータを設けて、半導体レーザの反射光が半導体レーザ光
源に戻らないように光路を設計・設定することが行われ
ている。ここに用いられる光アイソレータは、ファラデ
ー回転効果によって半導体レーザ光源から放出された光
線と反射光線とを分離するための磁気光学素子を備えて
いる光学装置である。光アイソレータ用磁気光学素子材
料として、ビスマス置換磁性ガーネット単結晶厚膜があ
る。このビスマス置換磁性ガーネット単結晶厚膜は、液
相エピタキシャル〔ＬＰＥ〕法で製造することができ、
量産性に優れていると言った特徴がある。
るために、既に、半導体レーザの光出力側に光アイソレ
ータを設けて、半導体レーザの反射光が半導体レーザ光
源に戻らないように光路を設計・設定することが行われ
ている。ここに用いられる光アイソレータは、ファラデ
ー回転効果によって半導体レーザ光源から放出された光
線と反射光線とを分離するための磁気光学素子を備えて
いる光学装置である。光アイソレータ用磁気光学素子材
料として、ビスマス置換磁性ガーネット単結晶厚膜があ
る。このビスマス置換磁性ガーネット単結晶厚膜は、液
相エピタキシャル〔ＬＰＥ〕法で製造することができ、
量産性に優れていると言った特徴がある。
【０００４】通常一般に、液相エピタキシャル法では、
ガーネット単結晶育成用の基板として結晶方位｛１１
１｝のガーネットが用いられている。この液相エピタキ
シャル法において、しばしば、ピットと呼ばれる欠陥が
発生する。液相エピタキシャル法におけるガーネット単
結晶のエピタキシャル成長では、ガーネット単結晶は、
ガーネット｛１１１｝基板上の結晶表面でガーネットが
一様に積み重なるように成長する。しかし、何らかの理
由によって、一旦、ガーネット単結晶の成長が停止して
成長しない部分ができると、その部分は成長から取り残
されて三角錐を逆にしたような形の穴のあいた、或い
は、および、窪みを生じた状態になる。この穴や窪み
は、ガーネット結晶が成長するにつれて次第に拡大して
大きくなる。この穴や窪みのことをピットと呼んでい
る。ピットは、挿入損失の増加と消光比の低下の原因と
なる。従って、光アイソレータ用磁気光学素子材料とし
ての磁性ガーネット単結晶厚膜としては、可能な限り、
出来るだけピットの少ない単結晶であることが必要であ
る。
ガーネット単結晶育成用の基板として結晶方位｛１１
１｝のガーネットが用いられている。この液相エピタキ
シャル法において、しばしば、ピットと呼ばれる欠陥が
発生する。液相エピタキシャル法におけるガーネット単
結晶のエピタキシャル成長では、ガーネット単結晶は、
ガーネット｛１１１｝基板上の結晶表面でガーネットが
一様に積み重なるように成長する。しかし、何らかの理
由によって、一旦、ガーネット単結晶の成長が停止して
成長しない部分ができると、その部分は成長から取り残
されて三角錐を逆にしたような形の穴のあいた、或い
は、および、窪みを生じた状態になる。この穴や窪み
は、ガーネット結晶が成長するにつれて次第に拡大して
大きくなる。この穴や窪みのことをピットと呼んでい
る。ピットは、挿入損失の増加と消光比の低下の原因と
なる。従って、光アイソレータ用磁気光学素子材料とし
ての磁性ガーネット単結晶厚膜としては、可能な限り、
出来るだけピットの少ない単結晶であることが必要であ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、ファラ
デー回転係数が非常に大きいにもかかわらず、そのファ
ラデー回転係数の温度依存性が小さい磁気光学素子用の
磁性ガーネットとして、(Ho Tb Bi)3 Fe5 O12 を提案し
た〔特開平１−２１７３１３号〕。このガーネット基板
上に育成させたビスマス置換磁性ガーネット単結晶厚膜
から、光通信で使用されている波長１．３１μm 、或い
は、１．５５μm に対応する回転角約４５度の光アイソ
レータ用ファラデー素子を製造するためには、研磨量を
５０μm としても、２５０μm 乃至４００μm の単結晶
厚膜が必要である。実際問題として、上記の方法〔特開
平１−２１７３１３号〕で育成させたビスマス置換磁性
ガーネットは、単結晶の膜厚さが２５０μm 乃至４００
μm と厚膜であるにもかかわらず、表面から観察される
ピットの数は２５個／cm2 以下と少ない。しかしなが
ら、更に詳細に、赤外顕微鏡を用いて観察すると、結晶
内部に、表面には現れないピットが２５個／cm2 以上存
在することが確認され、更に、技術的改良・改良の余地
のあることが知られた。この結晶内部に存在するピット
と結晶表面に見られるピットと区別するために、前者を
「内部ピット」、後者を「表面ピット」と呼ぶことにす
る。表面ピットは、ガーネット単結晶の成長が、何らか
の理由によって停止したために生じるものと推察され
る。また、内部ピットは、ガーネット単結晶の成長過程
で、表面ピットが不完全に埋まって出来るものと推察さ
れる。これらのピットは、挿入損失の増加と消光比の低
下の原因となる。
デー回転係数が非常に大きいにもかかわらず、そのファ
ラデー回転係数の温度依存性が小さい磁気光学素子用の
磁性ガーネットとして、(Ho Tb Bi)3 Fe5 O12 を提案し
た〔特開平１−２１７３１３号〕。このガーネット基板
上に育成させたビスマス置換磁性ガーネット単結晶厚膜
から、光通信で使用されている波長１．３１μm 、或い
は、１．５５μm に対応する回転角約４５度の光アイソ
レータ用ファラデー素子を製造するためには、研磨量を
５０μm としても、２５０μm 乃至４００μm の単結晶
厚膜が必要である。実際問題として、上記の方法〔特開
平１−２１７３１３号〕で育成させたビスマス置換磁性
ガーネットは、単結晶の膜厚さが２５０μm 乃至４００
μm と厚膜であるにもかかわらず、表面から観察される
ピットの数は２５個／cm2 以下と少ない。しかしなが
ら、更に詳細に、赤外顕微鏡を用いて観察すると、結晶
内部に、表面には現れないピットが２５個／cm2 以上存
在することが確認され、更に、技術的改良・改良の余地
のあることが知られた。この結晶内部に存在するピット
と結晶表面に見られるピットと区別するために、前者を
「内部ピット」、後者を「表面ピット」と呼ぶことにす
る。表面ピットは、ガーネット単結晶の成長が、何らか
の理由によって停止したために生じるものと推察され
る。また、内部ピットは、ガーネット単結晶の成長過程
で、表面ピットが不完全に埋まって出来るものと推察さ
れる。これらのピットは、挿入損失の増加と消光比の低
下の原因となる。
【０００６】表面ピットは、当該単結晶の表面層を厚さ
数十ミクロン程度研磨することによって、その大部分を
除去することができる。従って、工業的製造において、
製品歩留りを低下させる主たる要因は、内部ピットであ
ると言うことができる。現在、実用化されているファラ
デー素子の標準的な大きさは２mm角である。実際に光が
透過する部分、即ち、有効面積は、中心の直径１．６mm
の円内である。従って、実用的な立場、即ち、工業的製
造において、製品歩留りを５０％以上とするためには、
内部ピットの許容数〔以下内部ピット個数と言う〕を２
５個／cm2 以下にしなければならない。
数十ミクロン程度研磨することによって、その大部分を
除去することができる。従って、工業的製造において、
製品歩留りを低下させる主たる要因は、内部ピットであ
ると言うことができる。現在、実用化されているファラ
デー素子の標準的な大きさは２mm角である。実際に光が
透過する部分、即ち、有効面積は、中心の直径１．６mm
の円内である。従って、実用的な立場、即ち、工業的製
造において、製品歩留りを５０％以上とするためには、
内部ピットの許容数〔以下内部ピット個数と言う〕を２
５個／cm2 以下にしなければならない。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、優れた特
性を有する磁気光学素子用ガーネットを工業的に、歩留
り良く製造して提供するために、種々の実験検討を行っ
た結果、ガーネット基板上に育成させた一般式HoX TbY
Bi3-X-Y Fe5 O12(但し、0.3 ≦Ｙ／Ｘ≦ 1.0、1.6 ≦Ｘ
＋Ｙ≦ 1.8 )で表されるビスマス置換磁性ガーネット単
結晶が、内部ピットが少なく、しかも、光学的特性に優
れているとの知見を得て、更に、鋭意研究検討を行い、
本発明を完成させた。即ち、上記一般式で表されるビス
マス置換磁性ガーネット単結晶の内部ピット個数が融液
組成と相関関係にあるとの知見に基づき、更に、詳細な
実験を行い、内部ピット発生の主たる原因が融液に含ま
れる酸化ほう素に有ること、および、融液中の酸化ほう
素濃度に最適範囲の有ることを見出し、工業的製造技術
として完成させたものである。
性を有する磁気光学素子用ガーネットを工業的に、歩留
り良く製造して提供するために、種々の実験検討を行っ
た結果、ガーネット基板上に育成させた一般式HoX TbY
Bi3-X-Y Fe5 O12(但し、0.3 ≦Ｙ／Ｘ≦ 1.0、1.6 ≦Ｘ
＋Ｙ≦ 1.8 )で表されるビスマス置換磁性ガーネット単
結晶が、内部ピットが少なく、しかも、光学的特性に優
れているとの知見を得て、更に、鋭意研究検討を行い、
本発明を完成させた。即ち、上記一般式で表されるビス
マス置換磁性ガーネット単結晶の内部ピット個数が融液
組成と相関関係にあるとの知見に基づき、更に、詳細な
実験を行い、内部ピット発生の主たる原因が融液に含ま
れる酸化ほう素に有ること、および、融液中の酸化ほう
素濃度に最適範囲の有ることを見出し、工業的製造技術
として完成させたものである。
【０００８】本発明の完成によって、半導体レーザを光
源とする光通信や光応用機器などの高精度化に必須な光
アイソレータや光サーキュレータなどのファラデー素子
の素材として重要なビスマス置換磁性ガーネット単結晶
を工業的規模で歩留り良く、大量に製造して安価に提供
することが可能になった。
源とする光通信や光応用機器などの高精度化に必須な光
アイソレータや光サーキュレータなどのファラデー素子
の素材として重要なビスマス置換磁性ガーネット単結晶
を工業的規模で歩留り良く、大量に製造して安価に提供
することが可能になった。
【０００９】本発明を実施するとき、ビスマス置換磁性
ガーネット単結晶育成中の融液の酸化ほう素濃度を１．
６重量％〔約６．４モル％〕乃至２．３重量％〔約９．
０モル％〕の範囲内に選び、制御することによって、内
部ピット個数２５個／cm2 以下の目的物質を歩留り良く
製造することができる。なお、ビスマス置換磁性ガーネ
ット単結晶育成中の融液の酸化ほう素濃度が２．３重量
％〔約９．０モル％〕を越えると、内部ピット個数が顕
著に増加して２５個／cm2 以上になる。一方、酸化ほう
素濃度を１．６重量％〔約６．４モル％〕以下に選ぶと
内部ピット個数は５個／cm2 以下になるが、単結晶育成
中に融液表面に微結晶が析出して、厚さ２５０μm 以上
の厚膜単結晶にまで育成することが不可能になることが
ある。
ガーネット単結晶育成中の融液の酸化ほう素濃度を１．
６重量％〔約６．４モル％〕乃至２．３重量％〔約９．
０モル％〕の範囲内に選び、制御することによって、内
部ピット個数２５個／cm2 以下の目的物質を歩留り良く
製造することができる。なお、ビスマス置換磁性ガーネ
ット単結晶育成中の融液の酸化ほう素濃度が２．３重量
％〔約９．０モル％〕を越えると、内部ピット個数が顕
著に増加して２５個／cm2 以上になる。一方、酸化ほう
素濃度を１．６重量％〔約６．４モル％〕以下に選ぶと
内部ピット個数は５個／cm2 以下になるが、単結晶育成
中に融液表面に微結晶が析出して、厚さ２５０μm 以上
の厚膜単結晶にまで育成することが不可能になることが
ある。
【００１０】本発明の方法によれば、単に、ビスマス置
換磁性ガーネット単結晶育成中の融液の酸化ほう素濃度
を、１．６重量％〔約６．４モル％〕乃至２．３重量％
〔約９．０モル％〕に選ぶことによって、容易にガーネ
ット基板上に厚さ２５０μm以上の、しかも、内部ピッ
ト個数２５個／cm2 以下の一般式HoX TbY Bi3-X-Y Fe5
O12(但し、0.3 ≦Ｙ／Ｘ≦ 1.0、1.6 ≦Ｘ＋Ｙ≦ 1.8 )
で表されるビスマス置換磁性ガーネット単結晶が得られ
る。更に、ビスマス置換磁性ガーネット単結晶育成中の
融液の酸化ほう素濃度を、１．６重量％〔約６．４モル
％〕乃至２．１６重量％〔約８．５モル％〕に選ぶと、
内部ピット個数１０個／cm2 以下の、極めて高品質の磁
気光学素子用素材に適したビスマス置換磁性ガーネット
単結晶を歩留り良く育成・製造することができる。
換磁性ガーネット単結晶育成中の融液の酸化ほう素濃度
を、１．６重量％〔約６．４モル％〕乃至２．３重量％
〔約９．０モル％〕に選ぶことによって、容易にガーネ
ット基板上に厚さ２５０μm以上の、しかも、内部ピッ
ト個数２５個／cm2 以下の一般式HoX TbY Bi3-X-Y Fe5
O12(但し、0.3 ≦Ｙ／Ｘ≦ 1.0、1.6 ≦Ｘ＋Ｙ≦ 1.8 )
で表されるビスマス置換磁性ガーネット単結晶が得られ
る。更に、ビスマス置換磁性ガーネット単結晶育成中の
融液の酸化ほう素濃度を、１．６重量％〔約６．４モル
％〕乃至２．１６重量％〔約８．５モル％〕に選ぶと、
内部ピット個数１０個／cm2 以下の、極めて高品質の磁
気光学素子用素材に適したビスマス置換磁性ガーネット
単結晶を歩留り良く育成・製造することができる。
【００１１】本発明を実施するとき、ビスマス置換磁性
ガーネット単結晶育成の基板として使用するガーネット
には、特に制限はないが、工業的に製造して一般に市販
されている格子定数が１２．４９０Å、乃至、１２．５
００Åのガーネット単結晶、即ち、(Ca Gd)3(Mg Zr Ga)
5 O12 の中から所望によって適宜に選ぶのが好ましい。
また、本発明を実施するとき、ビスマス置換磁性ガーネ
ット単結晶の育成温度は、通常公知の温度範囲内の温度
であれば良いが、単結晶の育成速度、並びに、品質向上
の観点から７００〜９００℃の特定の温度範囲に選ぶの
が好ましい。以下、本発明を実施例、および、比較例に
よってその実施態様と効果を具体的に説明するが、以下
の例は、具体的に説明するためのものであって、本発明
の範囲や発明の実施態様を限定するものとしては意図さ
れていない。
ガーネット単結晶育成の基板として使用するガーネット
には、特に制限はないが、工業的に製造して一般に市販
されている格子定数が１２．４９０Å、乃至、１２．５
００Åのガーネット単結晶、即ち、(Ca Gd)3(Mg Zr Ga)
5 O12 の中から所望によって適宜に選ぶのが好ましい。
また、本発明を実施するとき、ビスマス置換磁性ガーネ
ット単結晶の育成温度は、通常公知の温度範囲内の温度
であれば良いが、単結晶の育成速度、並びに、品質向上
の観点から７００〜９００℃の特定の温度範囲に選ぶの
が好ましい。以下、本発明を実施例、および、比較例に
よってその実施態様と効果を具体的に説明するが、以下
の例は、具体的に説明するためのものであって、本発明
の範囲や発明の実施態様を限定するものとしては意図さ
れていない。
【００１２】
実施例１ 容量 500mlの白金製ルツボに、酸化鉛〔 PbO、レアメタ
リック社製、４Ｎ〕843g、酸化ビスマス〔 Bi2O3、レア
メタリック社製、４Ｎ〕978g、酸化第２鉄〔 Fe2O3、レ
アメタリック社製、４Ｎ〕128g、および、酸化ホロミウ
ム(Ho2O3) と酸化テルビウム(Tb2O3) からなる希土類酸
化物〔Tb2O3/Ho2O3 重量比 0.3、レアメタリック社製、
３Ｎ〕13g を正確に測り取った。次いで、酸化ほう素
〔B2O3、レレアメタリック社製、３Ｎ〕38g 〔融液中の
組成 1.90000重量％〕を正確に測り取って白金製ルツボ
に仕込んだ。常法に従って攪拌混合したのち、精密縦型
管状電気炉の所定の位置に設置して 1000 ℃に加熱溶融
して十分に攪拌して均一に混合したのち、融液温度 772
℃にまで冷却してビスマス置換磁性ガーネット単結晶育
成用融液とした。ここに得られた融液に、常法に従っ
て、格子定数が 12.497 ± 0.002Åのガーネット単結晶
〔(Ca Gd)3(Mg Zr Ga)5 O12 〕基板〔クリスマテック社
製〕を浸漬し、融液温度を 772℃に維持制御しながら１
４時間のエピタキシャル成長をさせた。ここに得られた
単結晶は、Ho1.2 Tb0.4 Bi1.4 Fe5 O12 の組成を有する
格子定数ミスマッチのない磁性ガーネット単結晶で、単
結晶の膜厚さは 300μm であった。次いで、常法に従っ
て、単結晶の結晶表面を研磨〔約30μm 〕して表面ピッ
トを除去したのち、赤外顕微鏡を用いて内部ピット個数
を観察・計数した。ここに得られ磁性ガーネット単結晶
の内部ピット個数は１０個／cm2 であった。
リック社製、４Ｎ〕843g、酸化ビスマス〔 Bi2O3、レア
メタリック社製、４Ｎ〕978g、酸化第２鉄〔 Fe2O3、レ
アメタリック社製、４Ｎ〕128g、および、酸化ホロミウ
ム(Ho2O3) と酸化テルビウム(Tb2O3) からなる希土類酸
化物〔Tb2O3/Ho2O3 重量比 0.3、レアメタリック社製、
３Ｎ〕13g を正確に測り取った。次いで、酸化ほう素
〔B2O3、レレアメタリック社製、３Ｎ〕38g 〔融液中の
組成 1.90000重量％〕を正確に測り取って白金製ルツボ
に仕込んだ。常法に従って攪拌混合したのち、精密縦型
管状電気炉の所定の位置に設置して 1000 ℃に加熱溶融
して十分に攪拌して均一に混合したのち、融液温度 772
℃にまで冷却してビスマス置換磁性ガーネット単結晶育
成用融液とした。ここに得られた融液に、常法に従っ
て、格子定数が 12.497 ± 0.002Åのガーネット単結晶
〔(Ca Gd)3(Mg Zr Ga)5 O12 〕基板〔クリスマテック社
製〕を浸漬し、融液温度を 772℃に維持制御しながら１
４時間のエピタキシャル成長をさせた。ここに得られた
単結晶は、Ho1.2 Tb0.4 Bi1.4 Fe5 O12 の組成を有する
格子定数ミスマッチのない磁性ガーネット単結晶で、単
結晶の膜厚さは 300μm であった。次いで、常法に従っ
て、単結晶の結晶表面を研磨〔約30μm 〕して表面ピッ
トを除去したのち、赤外顕微鏡を用いて内部ピット個数
を観察・計数した。ここに得られ磁性ガーネット単結晶
の内部ピット個数は１０個／cm2 であった。
【００１３】実施例２ 実施例１において、Tb2O3/Ho2O3 重量比0.3 の希土類酸
化物 13gの替わりに Tb2O3/Ho2O3重量比0.5 の希土類酸
化物13g を用いて、融液温度 775℃にて１５時間エピタ
キシャル成長をさせた以外は、全て実施例１と同様に処
理して Ho1.1 Tb0.6 Bi1.3 Fe5 O12の組成を有する格子
定数ミスマッチのない磁性ガーネット単結晶を得た。こ
こに得られた磁性ガーネット単結晶は、単結晶の膜厚さ
310μm、内部ピット個数６個／cm2 であった。
化物 13gの替わりに Tb2O3/Ho2O3重量比0.5 の希土類酸
化物13g を用いて、融液温度 775℃にて１５時間エピタ
キシャル成長をさせた以外は、全て実施例１と同様に処
理して Ho1.1 Tb0.6 Bi1.3 Fe5 O12の組成を有する格子
定数ミスマッチのない磁性ガーネット単結晶を得た。こ
こに得られた磁性ガーネット単結晶は、単結晶の膜厚さ
310μm、内部ピット個数６個／cm2 であった。
【００１４】実施例３ 実施例１において、Tb2O3/Ho2O3 重量比0.3 の希土類酸
化物13g の替わりに Tb2O3/Ho2O3重量比1.0 の希土類酸
化物13g を用いて、融液温度 779℃にて１６時間エピタ
キシャル成長をさせた以外は、全て実施例１と同様に処
理して Ho0.9 Tb0.9 Bi1.2 Fe5 O12の組成を有する格子
定数ミスマッチのない磁性ガーネット単結晶を得た。こ
こに得られた磁性ガーネット単結晶は、単結晶の膜厚さ
310μm、内部ピット個数６個／cm2 であった。
化物13g の替わりに Tb2O3/Ho2O3重量比1.0 の希土類酸
化物13g を用いて、融液温度 779℃にて１６時間エピタ
キシャル成長をさせた以外は、全て実施例１と同様に処
理して Ho0.9 Tb0.9 Bi1.2 Fe5 O12の組成を有する格子
定数ミスマッチのない磁性ガーネット単結晶を得た。こ
こに得られた磁性ガーネット単結晶は、単結晶の膜厚さ
310μm、内部ピット個数６個／cm2 であった。
【００１５】実施例４ 実施例１において、酸化ほう素38g の替わりに酸化ほう
素42g 〔融液中の組成2.09580重量％〕を用いて、融液
温度 765℃にて１５時間エピタキシャル成長をさせた以
外は、全て実施例１と同様に処理して Ho1.2 Tb0.4 Bi
1.4 Fe5 O12の組成を有する格子定数ミスマッチのない
磁性ガーネット単結晶を得た。ここに得られた磁性ガー
ネット単結晶は、単結晶の膜厚さ 310μm 、内部ピット
個数２４個／cm2 であった。
素42g 〔融液中の組成2.09580重量％〕を用いて、融液
温度 765℃にて１５時間エピタキシャル成長をさせた以
外は、全て実施例１と同様に処理して Ho1.2 Tb0.4 Bi
1.4 Fe5 O12の組成を有する格子定数ミスマッチのない
磁性ガーネット単結晶を得た。ここに得られた磁性ガー
ネット単結晶は、単結晶の膜厚さ 310μm 、内部ピット
個数２４個／cm2 であった。
【００１６】実施例５ 実施例２において、酸化ほう素38g の替わりに酸化ほう
素42g 〔融液中の組成2.09580重量％〕を用いて、融液
温度 769℃にて１７時間エピタキシャル成長をさせた以
外は、全て実施例２と同様に処理して Ho1.1 Tb0.6 Bi
1.3 Fe5 O12の組成を有する格子定数ミスマッチのない
磁性ガーネット単結晶を得た。ここに得られた磁性ガー
ネット単結晶は、単結晶の膜厚さ 315μm 、内部ピット
個数１９個／cm2 であった。
素42g 〔融液中の組成2.09580重量％〕を用いて、融液
温度 769℃にて１７時間エピタキシャル成長をさせた以
外は、全て実施例２と同様に処理して Ho1.1 Tb0.6 Bi
1.3 Fe5 O12の組成を有する格子定数ミスマッチのない
磁性ガーネット単結晶を得た。ここに得られた磁性ガー
ネット単結晶は、単結晶の膜厚さ 315μm 、内部ピット
個数１９個／cm2 であった。
【００１７】実施例６ 実施例３において、酸化ほう素38g の替わりに酸化ほう
素42g 〔融液中の組成2.09580重量％〕を用いて、融液
温度 773℃にて１８時間エピタキシャル成長をさせた以
外は、全て実施例３と同様に処理して Ho0.9 Tb0.9 Bi
1.2 Fe5 O12の組成を有する格子定数ミスマッチのない
磁性ガーネット単結晶を得た。ここに得られた磁性ガー
ネット単結晶は、単結晶の膜厚さ 300μm 、内部ピット
個数１３個／cm2 であった。
素42g 〔融液中の組成2.09580重量％〕を用いて、融液
温度 773℃にて１８時間エピタキシャル成長をさせた以
外は、全て実施例３と同様に処理して Ho0.9 Tb0.9 Bi
1.2 Fe5 O12の組成を有する格子定数ミスマッチのない
磁性ガーネット単結晶を得た。ここに得られた磁性ガー
ネット単結晶は、単結晶の膜厚さ 300μm 、内部ピット
個数１３個／cm2 であった。
【００１８】実施例７ 実施例１において、酸化ほう素38g の替わりに酸化ほう
素46g 〔融液中の組成2.29083重量％〕を用いて、融液
温度 762℃にて１６時間エピタキシャル成長をさせた以
外は、全て実施例１と同様に処理して Ho1.2 Tb0.4 Bi
1.4 Fe5 O12の組成を有する格子定数ミスマッチのない
磁性ガーネット単結晶を得た。ここに得られた磁性ガー
ネット単結晶は、単結晶の膜厚さ 310μm 、内部ピット
個数２５個／cm2 であった。
素46g 〔融液中の組成2.29083重量％〕を用いて、融液
温度 762℃にて１６時間エピタキシャル成長をさせた以
外は、全て実施例１と同様に処理して Ho1.2 Tb0.4 Bi
1.4 Fe5 O12の組成を有する格子定数ミスマッチのない
磁性ガーネット単結晶を得た。ここに得られた磁性ガー
ネット単結晶は、単結晶の膜厚さ 310μm 、内部ピット
個数２５個／cm2 であった。
【００１９】実施例８ 実施例２において、酸化ほう素38g の替わりに酸化ほう
素46g 〔融液中の組成2.29083重量％〕を用いて、融液
温度 766℃にて１８時間エピタキシャル成長をさせた以
外は、全て実施例２と同様に処理して Ho1.1 Tb0.6 Bi
1.3 Fe5 O12の組成を有する格子定数ミスマッチのない
磁性ガーネット単結晶を得た。ここに得られた磁性ガー
ネット単結晶は、単結晶の膜厚さ 305μm 、内部ピット
個数２４個／cm2 であった。
素46g 〔融液中の組成2.29083重量％〕を用いて、融液
温度 766℃にて１８時間エピタキシャル成長をさせた以
外は、全て実施例２と同様に処理して Ho1.1 Tb0.6 Bi
1.3 Fe5 O12の組成を有する格子定数ミスマッチのない
磁性ガーネット単結晶を得た。ここに得られた磁性ガー
ネット単結晶は、単結晶の膜厚さ 305μm 、内部ピット
個数２４個／cm2 であった。
【００２０】実施例９ 実施例３において、酸化ほう素38g の替わりに酸化ほう
素46g 〔融液中の組成2.29083重量％〕を用いて、融液
温度 768℃にて２０時間エピタキシャル成長をさせた以
外は、全て実施例３と同様に処理して Ho0.9 Tb0.9 Bi
1.2 Fe5 O12の組成を有する格子定数ミスマッチのない
磁性ガーネット単結晶を得た。ここに得られた磁性ガー
ネット単結晶は、単結晶の膜厚さ 300μm 、内部ピット
個数２２個／cm2 であった。
素46g 〔融液中の組成2.29083重量％〕を用いて、融液
温度 768℃にて２０時間エピタキシャル成長をさせた以
外は、全て実施例３と同様に処理して Ho0.9 Tb0.9 Bi
1.2 Fe5 O12の組成を有する格子定数ミスマッチのない
磁性ガーネット単結晶を得た。ここに得られた磁性ガー
ネット単結晶は、単結晶の膜厚さ 300μm 、内部ピット
個数２２個／cm2 であった。
【００２１】実施例１０ 実施例１において、酸化ほう素38g の替わりに酸化ほう
素33g 〔融液中の組成1.654重量％〕を用いて、融液温
度 777℃にて１０時間エピタキシャル成長をさせた以外
は、全て実施例１と同様に処理して Ho1.2 Tb0.4 Bi
1.4 Fe5 O12の組成を有する格子定数ミスマッチのない
磁性ガーネット単結晶を得た。ここに得られた磁性ガー
ネット単結晶は、単結晶の膜厚さ 315μm 、内部ピット
個数４個／cm2 であった。
素33g 〔融液中の組成1.654重量％〕を用いて、融液温
度 777℃にて１０時間エピタキシャル成長をさせた以外
は、全て実施例１と同様に処理して Ho1.2 Tb0.4 Bi
1.4 Fe5 O12の組成を有する格子定数ミスマッチのない
磁性ガーネット単結晶を得た。ここに得られた磁性ガー
ネット単結晶は、単結晶の膜厚さ 315μm 、内部ピット
個数４個／cm2 であった。
【００２２】実施例１１ 実施例２において、酸化ほう素38g の替わりに酸化ほう
素33g 〔融液中の組成1.654重量％〕を用いて、融液温
度 781℃にて１２時間エピタキシャル成長をさせた以外
は、全て実施例２と同様に処理して Ho1.1 Tb0.6 Bi
1.3 Fe5 O12の組成を有する格子定数ミスマッチのない
磁性ガーネット単結晶を得た。ここに得られた磁性ガー
ネット単結晶は、単結晶の膜厚さ 320μm 、内部ピット
個数３個／cm2 であった。
素33g 〔融液中の組成1.654重量％〕を用いて、融液温
度 781℃にて１２時間エピタキシャル成長をさせた以外
は、全て実施例２と同様に処理して Ho1.1 Tb0.6 Bi
1.3 Fe5 O12の組成を有する格子定数ミスマッチのない
磁性ガーネット単結晶を得た。ここに得られた磁性ガー
ネット単結晶は、単結晶の膜厚さ 320μm 、内部ピット
個数３個／cm2 であった。
【００２３】実施例１２ 実施例３において、酸化ほう素38g の替わりに酸化ほう
素33g 〔融液中の組成1.654重量％〕を用いて、融液温
度 785℃にて１４時間エピタキシャル成長をさせた以外
は、全て実施例３と同様に処理して Ho0.9 Tb0.9 Bi
1.2 Fe5 O12の組成を有する格子定数ミスマッチのない
磁性ガーネット単結晶を得た。ここに得られた磁性ガー
ネット単結晶は、単結晶の膜厚さ 320μm 、内部ピット
個数２個／cm2 であった。
素33g 〔融液中の組成1.654重量％〕を用いて、融液温
度 785℃にて１４時間エピタキシャル成長をさせた以外
は、全て実施例３と同様に処理して Ho0.9 Tb0.9 Bi
1.2 Fe5 O12の組成を有する格子定数ミスマッチのない
磁性ガーネット単結晶を得た。ここに得られた磁性ガー
ネット単結晶は、単結晶の膜厚さ 320μm 、内部ピット
個数２個／cm2 であった。
【００２４】
比較例１ 実施例１において、酸化ほう素38g の替わりに酸化ほう
素30g 〔融液中の組成1.506重量％〕を用いて、融液温
度 780℃にてエピタキシャル成長をさせた以外は、全て
実施例１と同様に処理したところ、おおよそ４時間の後
に融液表面に微結晶が析出したが、そのまま育成を続け
て磁性ガーネット単結晶を得た。ここに得られた磁性ガ
ーネット単結晶は、単結晶の膜厚さが 160μm しかな
く、磁気光学素子用ガーネットとしての膜厚さを満たし
ておらず、磁気光学素子用素材として使用することが出
来なかった。
素30g 〔融液中の組成1.506重量％〕を用いて、融液温
度 780℃にてエピタキシャル成長をさせた以外は、全て
実施例１と同様に処理したところ、おおよそ４時間の後
に融液表面に微結晶が析出したが、そのまま育成を続け
て磁性ガーネット単結晶を得た。ここに得られた磁性ガ
ーネット単結晶は、単結晶の膜厚さが 160μm しかな
く、磁気光学素子用ガーネットとしての膜厚さを満たし
ておらず、磁気光学素子用素材として使用することが出
来なかった。
【００２５】比較例２ 比較例１において、１４時間のエピタキシャル成長時間
を２４時間に延長した以外は、全て比較例１と同様に処
理した。ここに得られた磁性ガーネット単結晶は、単結
晶の膜厚さが 170μm しかなく、磁気光学素子用素材と
して使用することが出来なかった。
を２４時間に延長した以外は、全て比較例１と同様に処
理した。ここに得られた磁性ガーネット単結晶は、単結
晶の膜厚さが 170μm しかなく、磁気光学素子用素材と
して使用することが出来なかった。
【００２６】比較例３ 実施例２において、酸化ほう素38g の替わりに酸化ほう
素30g 〔融液中の組成1.506重量％〕を用いて、融液温
度 783℃にてエピタキシャル成長をさせた以外は、全て
実施例２と同様に処理したところ、おおよそ５時間の後
に融液表面に微結晶が析出したが、そのまま育成を続け
て磁性ガーネット単結晶を得た。ここに得られた磁性ガ
ーネット単結晶は、単結晶の膜厚さが 200μm しかな
く、磁気光学素子用ガーネットとしての膜厚さを満たし
ておらず、磁気光学素子用素材として使用することが出
来なかった。
素30g 〔融液中の組成1.506重量％〕を用いて、融液温
度 783℃にてエピタキシャル成長をさせた以外は、全て
実施例２と同様に処理したところ、おおよそ５時間の後
に融液表面に微結晶が析出したが、そのまま育成を続け
て磁性ガーネット単結晶を得た。ここに得られた磁性ガ
ーネット単結晶は、単結晶の膜厚さが 200μm しかな
く、磁気光学素子用ガーネットとしての膜厚さを満たし
ておらず、磁気光学素子用素材として使用することが出
来なかった。
【００２７】比較例４ 実施例３において、酸化ほう素38g の替わりに酸化ほう
素30g 〔融液中の組成1.506重量％〕を用いて、融液温
度 787℃にてエピタキシャル成長をさせた以外は、全て
実施例３と同様に処理したところ、おおよそ８時間の後
に融液表面に微結晶が析出したが、そのまま育成を続け
て磁性ガーネット単結晶を得た。ここに得られた磁性ガ
ーネット単結晶は、単結晶の膜厚さが 215μm しかな
く、磁気光学素子用ガーネットとしての膜厚さを満たし
ておらず、磁気光学素子用素材として使用することが出
来なかった。
素30g 〔融液中の組成1.506重量％〕を用いて、融液温
度 787℃にてエピタキシャル成長をさせた以外は、全て
実施例３と同様に処理したところ、おおよそ８時間の後
に融液表面に微結晶が析出したが、そのまま育成を続け
て磁性ガーネット単結晶を得た。ここに得られた磁性ガ
ーネット単結晶は、単結晶の膜厚さが 215μm しかな
く、磁気光学素子用ガーネットとしての膜厚さを満たし
ておらず、磁気光学素子用素材として使用することが出
来なかった。
【００２８】比較例５ 実施例３において、酸化ほう素38g の替わりに酸化ほう
素58g 〔融液中の組成1.506重量％〕を用いて、融液温
度 760℃にて２２時間エピタキシャル成長をさせた以外
は、全て実施例３と同様に処理して Ho0.9 Tb0.9 Bi
1.2 Fe5 O12の組成を有する格子定数ミスマッチのない
磁性ガーネット単結晶を得た。ここに得られた磁性ガー
ネット単結晶は、単結晶の膜厚さ 310μm 、内部ピット
個数３６個／cm2 であった。
素58g 〔融液中の組成1.506重量％〕を用いて、融液温
度 760℃にて２２時間エピタキシャル成長をさせた以外
は、全て実施例３と同様に処理して Ho0.9 Tb0.9 Bi
1.2 Fe5 O12の組成を有する格子定数ミスマッチのない
磁性ガーネット単結晶を得た。ここに得られた磁性ガー
ネット単結晶は、単結晶の膜厚さ 310μm 、内部ピット
個数３６個／cm2 であった。
【００２９】
【発明の効果】本発明の方法によれば、光アイソレータ
用磁気光学素子材料として有用な、厚さが 250μm 以上
で、しかも、内部ピット個数が２５個／cm2 以下の一般
式HoXTbY Bi3-X-Y Fe5 O12(但し、0.3 ≦Ｙ／Ｘ≦ 1.
0、1.6 ≦Ｘ＋Ｙ≦ 1.8 )で表されるビスマス置換磁性
ガーネット単結晶を、容易に、歩留り良く、大規模に製
造〔液相エピタキシャル法〕することができる。
用磁気光学素子材料として有用な、厚さが 250μm 以上
で、しかも、内部ピット個数が２５個／cm2 以下の一般
式HoXTbY Bi3-X-Y Fe5 O12(但し、0.3 ≦Ｙ／Ｘ≦ 1.
0、1.6 ≦Ｘ＋Ｙ≦ 1.8 )で表されるビスマス置換磁性
ガーネット単結晶を、容易に、歩留り良く、大規模に製
造〔液相エピタキシャル法〕することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 有井 光三 東京都葛飾区新宿六丁目１番１号 三菱瓦 斯化学株式会社東京研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】 液相エピタキシャル法による磁性ガーネ
ット単結晶の製造方法において、酸化ほう素濃度が１．
６重量％乃至２．３重量％の酸化ホロミウム、酸化テル
ビウム、酸化鉄、酸化鉛、酸化ビスマス、および、酸化
ほう素からなる融液中で、ガーネット基板上に厚さ２５
０μm 以上にまで育成させることを特徴とする一般式Ho
X TbY Bi3-X-Y Fe5 O12(但し、0.3 ≦Ｙ／Ｘ≦ 1.0、1.
6 ≦Ｘ＋Ｙ≦ 1.8 )で表されるビスマス置換磁性ガーネ
ット単結晶の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3920891A JPH069298A (ja) | 1991-02-08 | 1991-02-08 | 磁性ガーネット単結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3920891A JPH069298A (ja) | 1991-02-08 | 1991-02-08 | 磁性ガーネット単結晶の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH069298A true JPH069298A (ja) | 1994-01-18 |
Family
ID=12546720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3920891A Pending JPH069298A (ja) | 1991-02-08 | 1991-02-08 | 磁性ガーネット単結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH069298A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011256073A (ja) * | 2010-06-09 | 2011-12-22 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | ビスマス置換型希土類鉄ガーネット結晶膜の製造方法 |
| JP2012131690A (ja) * | 2010-11-29 | 2012-07-12 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | ビスマス置換型希土類鉄ガーネット結晶膜と光アイソレータ |
| JP2012188303A (ja) * | 2011-03-08 | 2012-10-04 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | ビスマス置換型希土類鉄ガーネット結晶膜と光アイソレータ |
| JP2012188302A (ja) * | 2011-03-08 | 2012-10-04 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | ビスマス置換型希土類鉄ガーネット結晶膜と光アイソレータ |
-
1991
- 1991-02-08 JP JP3920891A patent/JPH069298A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011256073A (ja) * | 2010-06-09 | 2011-12-22 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | ビスマス置換型希土類鉄ガーネット結晶膜の製造方法 |
| JP2012131690A (ja) * | 2010-11-29 | 2012-07-12 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | ビスマス置換型希土類鉄ガーネット結晶膜と光アイソレータ |
| JP2012188303A (ja) * | 2011-03-08 | 2012-10-04 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | ビスマス置換型希土類鉄ガーネット結晶膜と光アイソレータ |
| JP2012188302A (ja) * | 2011-03-08 | 2012-10-04 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | ビスマス置換型希土類鉄ガーネット結晶膜と光アイソレータ |
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