JPH0817630A - 酸化物ガーネット単結晶 - Google Patents
酸化物ガーネット単結晶Info
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- JPH0817630A JPH0817630A JP6151111A JP15111194A JPH0817630A JP H0817630 A JPH0817630 A JP H0817630A JP 6151111 A JP6151111 A JP 6151111A JP 15111194 A JP15111194 A JP 15111194A JP H0817630 A JPH0817630 A JP H0817630A
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- 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
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B19/00—Liquid-phase epitaxial-layer growth
- C30B19/02—Liquid-phase epitaxial-layer growth using molten solvents, e.g. flux
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- H01F10/18—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being compounds
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- H01F10/24—Garnets
- H01F10/245—Modifications for enhancing interaction with electromagnetic wave energy
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 本発明は磁気光学素子として超小型化が可能
で、波長1.55μｍ帯での光吸収が改良され、且つ飽和磁
化が小さい新規な酸化物ガーネット単結晶の提供を目的
とするものである。 【構成】 本発明の酸化物ガーネット単結晶は、式 Gaa
HobBi3-a-bFe5-cMcO12またはGdaHobEudBi3-a-b-dFe5-cM
cO12（ここにＭはＡｌ、Ｓｃ、Ｇａ、Ｉｎから選択され
る少なくとも１種類の元素ａ、ｂ、ｃ、ｄは 1.1≦ａ≦
2.1 、 0.1≦ｂ≦0.9 、０≦ｃ≦0.5 、0.03≦ｄ≦0.6
、 0.7≦３−ａ−ｂ≦1.2 または 0.7≦３−ａ−ｂ−
ｄ≦1.2 ）で示されるものであることを特徴とするもの
である。
で、波長1.55μｍ帯での光吸収が改良され、且つ飽和磁
化が小さい新規な酸化物ガーネット単結晶の提供を目的
とするものである。 【構成】 本発明の酸化物ガーネット単結晶は、式 Gaa
HobBi3-a-bFe5-cMcO12またはGdaHobEudBi3-a-b-dFe5-cM
cO12（ここにＭはＡｌ、Ｓｃ、Ｇａ、Ｉｎから選択され
る少なくとも１種類の元素ａ、ｂ、ｃ、ｄは 1.1≦ａ≦
2.1 、 0.1≦ｂ≦0.9 、０≦ｃ≦0.5 、0.03≦ｄ≦0.6
、 0.7≦３−ａ−ｂ≦1.2 または 0.7≦３−ａ−ｂ−
ｄ≦1.2 ）で示されるものであることを特徴とするもの
である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光アイソレータや光スイ
ッチなどの磁気光学素子のうち超小型化が可能となるも
のに有用とされる、波長1.55μｍ帯での光吸収が改良さ
れ、且つ飽和磁化が小さい新規な酸化物ガーネット単結
晶に関するものである。
ッチなどの磁気光学素子のうち超小型化が可能となるも
のに有用とされる、波長1.55μｍ帯での光吸収が改良さ
れ、且つ飽和磁化が小さい新規な酸化物ガーネット単結
晶に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光アイソレータなどの磁気光学素子につ
いては、従来、液相エピタキシャル法で基板結晶に成長
させたビスマス置換希土類鉄ガーネット結晶が用いられ
ているが、これらは製造の際に用いられるフラックス成
分としての酸化鉛やるつぼ材としての白金からのＰｂイ
オンやＰｔイオンがガーネット単結晶中に混入するため
に、これを光アイソレータなどとして用いた場合にはそ
の使用波長である 0.8μｍ、 1.3μｍ、1.55μｍにおけ
る光吸収が増大して挿入損失が増大するという欠点があ
った。
いては、従来、液相エピタキシャル法で基板結晶に成長
させたビスマス置換希土類鉄ガーネット結晶が用いられ
ているが、これらは製造の際に用いられるフラックス成
分としての酸化鉛やるつぼ材としての白金からのＰｂイ
オンやＰｔイオンがガーネット単結晶中に混入するため
に、これを光アイソレータなどとして用いた場合にはそ
の使用波長である 0.8μｍ、 1.3μｍ、1.55μｍにおけ
る光吸収が増大して挿入損失が増大するという欠点があ
った。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】そのため、この種の酸
化物ガーネット単結晶についてはこれにＣａ++、Ｍｇ++
やＴｉ++++のような２価や４価の金属イオンを微量添加
するという方法が提案されている（第11回日本応用磁気
学会、学術講演概要集（1987年11月）、2C-10 、p.137
参照）が、一般にこの種の用途に使用されるガーネット
単結晶はその膜厚を50μｍ以上とすることが必要とされ
るのに、上記したような金属イオンの添加は結晶成長中
に膜組成を変化させるために均一な特性が得られなくな
るという不利がある。このような不利を解決することの
できる酸化物ガーネット単結晶の例としては、式 (Bi
0.26Eu0.07Tb0.67)3(Fe0.94Ga0.06)5O12で示されるもの
が提案されている（特公平 5-13916号公報参照）が、こ
のガーネット単結晶については、波長 1.3μｍ帯におけ
る磁気光学特性は良好なものの、波長1.55μｍ帯におい
てはＴｂの長波長側に存在する吸収ピークの影響により
光吸収損失が大きくなってしまい、波長1.55μｍ帯用の
光アイソレータなどの磁気光学素子として用いた場合に
挿入損失が増大するという欠点があった。
化物ガーネット単結晶についてはこれにＣａ++、Ｍｇ++
やＴｉ++++のような２価や４価の金属イオンを微量添加
するという方法が提案されている（第11回日本応用磁気
学会、学術講演概要集（1987年11月）、2C-10 、p.137
参照）が、一般にこの種の用途に使用されるガーネット
単結晶はその膜厚を50μｍ以上とすることが必要とされ
るのに、上記したような金属イオンの添加は結晶成長中
に膜組成を変化させるために均一な特性が得られなくな
るという不利がある。このような不利を解決することの
できる酸化物ガーネット単結晶の例としては、式 (Bi
0.26Eu0.07Tb0.67)3(Fe0.94Ga0.06)5O12で示されるもの
が提案されている（特公平 5-13916号公報参照）が、こ
のガーネット単結晶については、波長 1.3μｍ帯におけ
る磁気光学特性は良好なものの、波長1.55μｍ帯におい
てはＴｂの長波長側に存在する吸収ピークの影響により
光吸収損失が大きくなってしまい、波長1.55μｍ帯用の
光アイソレータなどの磁気光学素子として用いた場合に
挿入損失が増大するという欠点があった。
【０００４】また、これについては一般式Ho3-x-yGdxBi
yFe5-zGazO12（ただし、 0.8≦ｘ≦1.2 、 0.7≦ｙ≦1.
2 、 1.2≦ｚ≦1.7 ）で表わされる組成を有する温度補
償用磁気光学ガーネットも提案されている（特開平 2-7
7719号公報参照）が、これはＦｅを非磁性元素のＧａで
大量に置換しているために、実施例に示されているとお
りファラデー回転係数が波長1.55μｍの光に対し 590de
g/cm程度まで小さくなってしまい、このガーネット膜を
単独で光アイソレータなどのファラデー回転素子として
用いた場合には膜厚を大きくする必要があり、結晶成長
時間を長くしなければならなくなってコスト的に不利と
なる。なお、式 Ho3-x-yGdxBiyFe5O12（ただし、０＜ｘ
＜３、０＜ｙ＜３）で示される磁性膜ガーネット結晶膜
からなる磁気光学材も提案されている（特開平3-280012
号公報参照）が、実施例に示されているHo1.45Gd0.25Bi
1.30Fe5O12のようにＧｄ量が少ない組成の時には飽和磁
化が 1,000Ｇと大きくなってしまい、光アイソレータな
どの磁気光学素子に使用される磁石を小型にできなくな
るという問題が生じてしまう。
yFe5-zGazO12（ただし、 0.8≦ｘ≦1.2 、 0.7≦ｙ≦1.
2 、 1.2≦ｚ≦1.7 ）で表わされる組成を有する温度補
償用磁気光学ガーネットも提案されている（特開平 2-7
7719号公報参照）が、これはＦｅを非磁性元素のＧａで
大量に置換しているために、実施例に示されているとお
りファラデー回転係数が波長1.55μｍの光に対し 590de
g/cm程度まで小さくなってしまい、このガーネット膜を
単独で光アイソレータなどのファラデー回転素子として
用いた場合には膜厚を大きくする必要があり、結晶成長
時間を長くしなければならなくなってコスト的に不利と
なる。なお、式 Ho3-x-yGdxBiyFe5O12（ただし、０＜ｘ
＜３、０＜ｙ＜３）で示される磁性膜ガーネット結晶膜
からなる磁気光学材も提案されている（特開平3-280012
号公報参照）が、実施例に示されているHo1.45Gd0.25Bi
1.30Fe5O12のようにＧｄ量が少ない組成の時には飽和磁
化が 1,000Ｇと大きくなってしまい、光アイソレータな
どの磁気光学素子に使用される磁石を小型にできなくな
るという問題が生じてしまう。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような不利
を解決することのできる酸化物ガーネット単結晶に関す
るものでこれは式 GdaHobBi3-a-bFe5-cMcO12 （ただし、式中のＭはＡｌ、Ｓｃ、Ｇａ、Ｉｎから選択
される少なくとも１種類の元素、 1.1≦ａ≦2.1 、 0.1
≦ｂ≦0.9 、 0.7≦３−ａ−ｂ≦1.2 、０≦ｃ≦0.5 ）
または式 GdaHobEudBi3-a-b-dFe5-cMcO12 （ただし、式中のＭはＡｌ、Ｓｃ、Ｇａ、Ｉｎから選択
される少なくとも１種類の元素、 1.1≦ａ≦2.1 、 0.1
≦ｂ≦0.9 、０≦ｃ≦0.5 、0.03≦ｄ≦0.6 、 0.7≦３
−ａ−ｂ−ｄ≦1.2 ）で示されることを特徴とするもの
である。
を解決することのできる酸化物ガーネット単結晶に関す
るものでこれは式 GdaHobBi3-a-bFe5-cMcO12 （ただし、式中のＭはＡｌ、Ｓｃ、Ｇａ、Ｉｎから選択
される少なくとも１種類の元素、 1.1≦ａ≦2.1 、 0.1
≦ｂ≦0.9 、 0.7≦３−ａ−ｂ≦1.2 、０≦ｃ≦0.5 ）
または式 GdaHobEudBi3-a-b-dFe5-cMcO12 （ただし、式中のＭはＡｌ、Ｓｃ、Ｇａ、Ｉｎから選択
される少なくとも１種類の元素、 1.1≦ａ≦2.1 、 0.1
≦ｂ≦0.9 、０≦ｃ≦0.5 、0.03≦ｄ≦0.6 、 0.7≦３
−ａ−ｂ−ｄ≦1.2 ）で示されることを特徴とするもの
である。
【０００６】すなわち、本発明者らはビスマス置換希土
類鉄ガーネット単結晶において、希土類元素の中で波長
1.55μｍ帯における光吸収損失を増大させず、且つ飽和
磁化を小さくするものについて種々検討した結果、希土
類元素としてガドリニウム（Ｇｄ）とホルミウム（Ｈ
ｏ）を使用し、Ｇｄの単結晶中の含有量を適度にするこ
とで改善に効果があることを見出し、また希土類元素の
中で２価または４価の金属イオンに変化し得るものでユ
ーロピウム（Ｅｕ）が更に光吸収を改善し得るものであ
ることも見出して、これらは希土類元素であるために他
の金属との相溶性がよく、液相エピタキシャル法による
厚膜の製造時において均一な組成物を与えることを確認
して本発明を完成させた。以下にこれをさらに詳述す
る。
類鉄ガーネット単結晶において、希土類元素の中で波長
1.55μｍ帯における光吸収損失を増大させず、且つ飽和
磁化を小さくするものについて種々検討した結果、希土
類元素としてガドリニウム（Ｇｄ）とホルミウム（Ｈ
ｏ）を使用し、Ｇｄの単結晶中の含有量を適度にするこ
とで改善に効果があることを見出し、また希土類元素の
中で２価または４価の金属イオンに変化し得るものでユ
ーロピウム（Ｅｕ）が更に光吸収を改善し得るものであ
ることも見出して、これらは希土類元素であるために他
の金属との相溶性がよく、液相エピタキシャル法による
厚膜の製造時において均一な組成物を与えることを確認
して本発明を完成させた。以下にこれをさらに詳述す
る。
【０００７】
【作用】本発明の酸化物ガーネット単結晶は式 GdaHobBi3-a-bFe5-cMcO12 （ただし、式中のＭはＡｌ、Ｓｃ、Ｇａ、Ｉｎから選択
される少なくとも１種類の元素、 1.1≦ａ≦2.1 、 0.1
≦ｂ≦0.9 、 0.7≦３−ａ−ｂ≦1.2 、０≦ｃ≦0.5 ）
または式 GdaHobEudBi3-a-b-dFe5-cMcO12 （ただし、式中のＭはＡｌ、Ｓｃ、Ｇａ、Ｉｎから選択
される少なくとも１種類の元素、 1.1≦ａ≦2.1 、 0.1
≦ｂ≦0.9 、０≦ｃ≦0.5 、0.03≦ｄ≦0.6 、 0.7≦３
−ａ−ｂ−ｄ≦1.2 ）で示されるものであり、これはこ
の酸化物ガーネット単結晶を構成する各金属の酸化物と
フラックス成分との融液から希土類ガリウムガーネット
単結晶上に液相エピタキシャル法でこの結晶を成長させ
ることによって製造することができる。
される少なくとも１種類の元素、 1.1≦ａ≦2.1 、 0.1
≦ｂ≦0.9 、 0.7≦３−ａ−ｂ≦1.2 、０≦ｃ≦0.5 ）
または式 GdaHobEudBi3-a-b-dFe5-cMcO12 （ただし、式中のＭはＡｌ、Ｓｃ、Ｇａ、Ｉｎから選択
される少なくとも１種類の元素、 1.1≦ａ≦2.1 、 0.1
≦ｂ≦0.9 、０≦ｃ≦0.5 、0.03≦ｄ≦0.6 、 0.7≦３
−ａ−ｂ−ｄ≦1.2 ）で示されるものであり、これはこ
の酸化物ガーネット単結晶を構成する各金属の酸化物と
フラックス成分との融液から希土類ガリウムガーネット
単結晶上に液相エピタキシャル法でこの結晶を成長させ
ることによって製造することができる。
【０００８】本発明の酸化物ガーネット単結晶膜を成長
させるために使用されるガーネット基板単結晶はサマリ
ウム・ガリウム・ガーネット（以下ＳＧＧと略記す
る）、ネオジム・ガリウム・ガーネット（以下ＮＧＧと
略記する）、ガドリニウム・ガリウム・ガーネット（以
下ＧＧＧと略記する）にＣａ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｙの少なく
とも１つを添加し、置換したＧＧＧ系のＳＯＧ、ＮＯＧ
［いずれも信越化学工業（株）商品名］とすればよく、
これらは Gd2O3、Sm2O3 、Nd2O3 または必要に応じ、Ca
O 、MgO 、ZrO2などの置換剤をそれぞれ Ga2O3の所定量
と共にるつぼに仕込み、高周波誘導炉で各々の融点以上
に加熱して溶融したのち、この溶液からチョクラルスキ
ー法で単結晶を引き上げることによって得ることができ
る。
させるために使用されるガーネット基板単結晶はサマリ
ウム・ガリウム・ガーネット（以下ＳＧＧと略記す
る）、ネオジム・ガリウム・ガーネット（以下ＮＧＧと
略記する）、ガドリニウム・ガリウム・ガーネット（以
下ＧＧＧと略記する）にＣａ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｙの少なく
とも１つを添加し、置換したＧＧＧ系のＳＯＧ、ＮＯＧ
［いずれも信越化学工業（株）商品名］とすればよく、
これらは Gd2O3、Sm2O3 、Nd2O3 または必要に応じ、Ca
O 、MgO 、ZrO2などの置換剤をそれぞれ Ga2O3の所定量
と共にるつぼに仕込み、高周波誘導炉で各々の融点以上
に加熱して溶融したのち、この溶液からチョクラルスキ
ー法で単結晶を引き上げることによって得ることができ
る。
【０００９】また、この基板単結晶上に液相エピタキシ
ャル法でエピタキシャル成長させる酸化物ガーネット単
結晶は上記したように組成物が式 GdaHobBi3-a-bFe5-cMcO12 （ただし、式中のＭはＡｌ、Ｓｃ、Ｇａ、Ｉｎから選択
される少なくとも１種類の元素、 1.1≦ａ≦2.1 、 0.1
≦ｂ≦0.9 、 0.7≦３−ａ−ｂ≦1.2 、０≦ｃ≦0.5 ）
または式 GdaHobEudBi3-a-b-dFe5-cMcO12 （ただし、式中のＭはＡｌ、Ｓｃ、Ｇａ、Ｉｎから選択
される少なくとも１種類の元素、 1.1≦ａ≦2.1 、 0.1
≦ｂ≦0.9 、０≦ｃ≦0.5 、0.03≦ｄ≦0.6 、 0.7≦３
−ａ−ｂ−ｄ≦1.2 ）で示されるものであるが、このも
のは Gd2O3、Ho2O3 、Bi2O3 、Fe2O3 、および必要に応
じ元素Ｍの酸化物、 Eu2O3を、フラックスとしての Pb
O、B2O3と共に仕込み、 1,100〜 1,200℃に加熱してこ
れを溶解させたのち、この過冷却状態の融液から液相エ
ピタキシャル法で 750〜 950℃の成長温度で単結晶を成
長させることによって得ることができる。
ャル法でエピタキシャル成長させる酸化物ガーネット単
結晶は上記したように組成物が式 GdaHobBi3-a-bFe5-cMcO12 （ただし、式中のＭはＡｌ、Ｓｃ、Ｇａ、Ｉｎから選択
される少なくとも１種類の元素、 1.1≦ａ≦2.1 、 0.1
≦ｂ≦0.9 、 0.7≦３−ａ−ｂ≦1.2 、０≦ｃ≦0.5 ）
または式 GdaHobEudBi3-a-b-dFe5-cMcO12 （ただし、式中のＭはＡｌ、Ｓｃ、Ｇａ、Ｉｎから選択
される少なくとも１種類の元素、 1.1≦ａ≦2.1 、 0.1
≦ｂ≦0.9 、０≦ｃ≦0.5 、0.03≦ｄ≦0.6 、 0.7≦３
−ａ−ｂ−ｄ≦1.2 ）で示されるものであるが、このも
のは Gd2O3、Ho2O3 、Bi2O3 、Fe2O3 、および必要に応
じ元素Ｍの酸化物、 Eu2O3を、フラックスとしての Pb
O、B2O3と共に仕込み、 1,100〜 1,200℃に加熱してこ
れを溶解させたのち、この過冷却状態の融液から液相エ
ピタキシャル法で 750〜 950℃の成長温度で単結晶を成
長させることによって得ることができる。
【００１０】この酸化物ガーネット単結晶の飽和磁化
は、光アイソレータなどの磁気光学素子に使用される磁
石を小型にできるように 700Ｇ以下にする必要がある
が、そのために上記した式におけるａの値は 1.1以上に
しなければならない。また、この酸化物ガーネット単結
晶は前記したガーネット基板単結晶上に液相エピタキシ
ャル法で亀裂やクラックの発生のない厚膜として成長さ
せるのであるが、このためにはガーネット基板単結晶の
格子定数と目的とする酸化物ガーネット単結晶の格子定
数が± 0.003Åの範囲内で一致していることが必要とさ
れるので、上記した酸化物ガーネット単結晶を成長させ
るために使用される融液における上記した式における
ａ、ｂ、ｃ、ｄの値は例えばガーネット基板単結晶がＮ
ＧＧの場合には12.508± 0.003Å、ＮＯＧの場合には1
2.496± 0.003Åの範囲となるように選択する必要があ
る。そうすると、酸化物ガーネット単結晶のａの値を前
述した理由により 1.1以上に保ちつつ格子定数が小さく
なり過ぎないようにするにはｂの値を 0.9以下にする必
要があるし、単結晶中のＢｉ置換量が少なくなってファ
ラデー回転係数が小さくなることがないようにして、し
かも格子定数が大きくなり過ぎないようにするためには
ａの値を 2.1以下にしてｂの値を 0.1以上にする必要が
ある。
は、光アイソレータなどの磁気光学素子に使用される磁
石を小型にできるように 700Ｇ以下にする必要がある
が、そのために上記した式におけるａの値は 1.1以上に
しなければならない。また、この酸化物ガーネット単結
晶は前記したガーネット基板単結晶上に液相エピタキシ
ャル法で亀裂やクラックの発生のない厚膜として成長さ
せるのであるが、このためにはガーネット基板単結晶の
格子定数と目的とする酸化物ガーネット単結晶の格子定
数が± 0.003Åの範囲内で一致していることが必要とさ
れるので、上記した酸化物ガーネット単結晶を成長させ
るために使用される融液における上記した式における
ａ、ｂ、ｃ、ｄの値は例えばガーネット基板単結晶がＮ
ＧＧの場合には12.508± 0.003Å、ＮＯＧの場合には1
2.496± 0.003Åの範囲となるように選択する必要があ
る。そうすると、酸化物ガーネット単結晶のａの値を前
述した理由により 1.1以上に保ちつつ格子定数が小さく
なり過ぎないようにするにはｂの値を 0.9以下にする必
要があるし、単結晶中のＢｉ置換量が少なくなってファ
ラデー回転係数が小さくなることがないようにして、し
かも格子定数が大きくなり過ぎないようにするためには
ａの値を 2.1以下にしてｂの値を 0.1以上にする必要が
ある。
【００１１】このようにして得られる本発明の酸化物ガ
ーネット単結晶はガーネット基板単結晶の格子定数のミ
スマッチが殆どないので、その表面にピットやクラック
が発生することもないし、これに含有されているガドリ
ニウム（Ｇｄ）、ホルミウム（Ｈｏ）、あるいはユーロ
ピウム（Ｅｕ）が同じ希土類元素であるために他の金属
との相溶性がよいものであることから均一な組成の厚膜
として得られるし、このＧｄとＨｏの組み合わせが波長
1.55μｍにおける光吸収を改善し得るものであり、また
そのＧｄの単結晶中の含有量を適度にすることで飽和磁
化を小さくでき、Ｅｕが更に光吸収を改善し得るもので
あることから、光アイソレータのような磁気光学素子と
して用いた場合に、波長1.55μｍでの光吸収は非常に小
さく、且つそれに使用される磁石も小型にできるという
工業的な有利性を有するものになる。
ーネット単結晶はガーネット基板単結晶の格子定数のミ
スマッチが殆どないので、その表面にピットやクラック
が発生することもないし、これに含有されているガドリ
ニウム（Ｇｄ）、ホルミウム（Ｈｏ）、あるいはユーロ
ピウム（Ｅｕ）が同じ希土類元素であるために他の金属
との相溶性がよいものであることから均一な組成の厚膜
として得られるし、このＧｄとＨｏの組み合わせが波長
1.55μｍにおける光吸収を改善し得るものであり、また
そのＧｄの単結晶中の含有量を適度にすることで飽和磁
化を小さくでき、Ｅｕが更に光吸収を改善し得るもので
あることから、光アイソレータのような磁気光学素子と
して用いた場合に、波長1.55μｍでの光吸収は非常に小
さく、且つそれに使用される磁石も小型にできるという
工業的な有利性を有するものになる。
【００１２】
【実施例】つぎに本発明の実施例、比較例をあげる。 実施例１ ガーネット基板単結晶として格子定数が12.496Åで厚さ
が 500μｍである直径25mmφのＮＯＧウェーハを用い、
酸化物ガーネット単結晶を形成させる金属酸化物として
Gd2O3 8.610g、Ho2O3 5.983g、Bi2O3 932.04g 、Fe2O3
120.55g と、フラックス成分としての PbO 892.91gと B
2O3 39.90gとを白金るつぼに仕込み、 1,100℃に加熱し
てこれを溶融させ、この融液から上記したＮＯＧウェー
ハに成長温度 784.5〜 789.5℃で膜厚 591μｍの酸化物
ガーネット単結晶膜を液相エピタキシャル法で成長させ
た。
が 500μｍである直径25mmφのＮＯＧウェーハを用い、
酸化物ガーネット単結晶を形成させる金属酸化物として
Gd2O3 8.610g、Ho2O3 5.983g、Bi2O3 932.04g 、Fe2O3
120.55g と、フラックス成分としての PbO 892.91gと B
2O3 39.90gとを白金るつぼに仕込み、 1,100℃に加熱し
てこれを溶融させ、この融液から上記したＮＯＧウェー
ハに成長温度 784.5〜 789.5℃で膜厚 591μｍの酸化物
ガーネット単結晶膜を液相エピタキシャル法で成長させ
た。
【００１３】このようにして得られた酸化物ガーネット
単結晶をＩＣＰ発光分析法で分析した結果、これは式 Gd1.26Ho0.76Bi0.98Fe5O12 で示されるものであり、この単結晶を切断して研磨加工
し 2.9× 2.9×0.512mmにし、この単結晶についての波
長1.55μｍにおける磁気光学特性をしらべたところ、こ
のものはファラデー回転角-44.8deg、温度依存性 0.056
deg/℃、ファラデー回転係数-875deg/cm、光吸収損失0.
05dB、飽和磁化 660Ｇという良好な値を示した。
単結晶をＩＣＰ発光分析法で分析した結果、これは式 Gd1.26Ho0.76Bi0.98Fe5O12 で示されるものであり、この単結晶を切断して研磨加工
し 2.9× 2.9×0.512mmにし、この単結晶についての波
長1.55μｍにおける磁気光学特性をしらべたところ、こ
のものはファラデー回転角-44.8deg、温度依存性 0.056
deg/℃、ファラデー回転係数-875deg/cm、光吸収損失0.
05dB、飽和磁化 660Ｇという良好な値を示した。
【００１４】実施例２ ガーネット基板単結晶として格子定数が12.496Åで厚さ
が 500μｍである直径25mmφのＮＯＧウェーハを用い、
酸化物ガーネット単結晶を形成させる金属酸化物として
Gd2O3 8.318g、Ho2O3 5.780g、Bi2O3 931.82g 、Fe2O3
116.47g 、Ga2O3 5.011gと、フラックス成分としての P
bO 892.71gとB2O3 39.89g とを白金るつぼに仕込み、
1,100℃に加熱してこれを溶融させ、この融液から上記
したＮＯＧウェーハに成長温度 783.5〜 788.5℃で膜厚
636μｍの酸化物ガーネット単結晶膜を液相エピタキシ
ャル法で成長させた。
が 500μｍである直径25mmφのＮＯＧウェーハを用い、
酸化物ガーネット単結晶を形成させる金属酸化物として
Gd2O3 8.318g、Ho2O3 5.780g、Bi2O3 931.82g 、Fe2O3
116.47g 、Ga2O3 5.011gと、フラックス成分としての P
bO 892.71gとB2O3 39.89g とを白金るつぼに仕込み、
1,100℃に加熱してこれを溶融させ、この融液から上記
したＮＯＧウェーハに成長温度 783.5〜 788.5℃で膜厚
636μｍの酸化物ガーネット単結晶膜を液相エピタキシ
ャル法で成長させた。
【００１５】このようにして得られた酸化物ガーネット
単結晶をＩＣＰ発光分析法で分析した結果、これは式 Gd1.18Ho0.71Bi1.11Fe4.73Ga0.27O12 で示されるものであり、この単結晶を切断して研磨加工
し 2.9× 2.9×0.559mmにし、この単結晶についての波
長1.55μｍにおける磁気光学特性をしらべたところ、こ
のものはファラデー回転角-44.8deg、温度依存性 0.059
deg/℃、ファラデー回転係数-801deg/cm、光吸収損失0.
05dB、飽和磁化 430Ｇという良好な値を示した。
単結晶をＩＣＰ発光分析法で分析した結果、これは式 Gd1.18Ho0.71Bi1.11Fe4.73Ga0.27O12 で示されるものであり、この単結晶を切断して研磨加工
し 2.9× 2.9×0.559mmにし、この単結晶についての波
長1.55μｍにおける磁気光学特性をしらべたところ、こ
のものはファラデー回転角-44.8deg、温度依存性 0.059
deg/℃、ファラデー回転係数-801deg/cm、光吸収損失0.
05dB、飽和磁化 430Ｇという良好な値を示した。
【００１６】比較例１ ガーネット基板単結晶として格子定数が12.496Åで厚さ
が 500μｍである直径25mmφのＮＯＧウェーハを用い、
酸化物ガーネット単結晶を形成させる金属酸化物として
Eu2O3 1.489g、Tb4O7 13.929g 、Bi2O3 977.38g 、Fe2O
3 123.86g 、Ga2O3 5.273gと、フラックス成分としての
PbO 936.36gと B2O3 41.72gとを白金るつぼに仕込み、
1,100℃に加熱してこれを溶融させ、この融液から上記
したＮＯＧウェーハに成長温度 749.5〜 752.5℃で膜厚
695μｍの酸化物ガーネット単結晶膜を液相エピタキシ
ャル法で成長させた。
が 500μｍである直径25mmφのＮＯＧウェーハを用い、
酸化物ガーネット単結晶を形成させる金属酸化物として
Eu2O3 1.489g、Tb4O7 13.929g 、Bi2O3 977.38g 、Fe2O
3 123.86g 、Ga2O3 5.273gと、フラックス成分としての
PbO 936.36gと B2O3 41.72gとを白金るつぼに仕込み、
1,100℃に加熱してこれを溶融させ、この融液から上記
したＮＯＧウェーハに成長温度 749.5〜 752.5℃で膜厚
695μｍの酸化物ガーネット単結晶膜を液相エピタキシ
ャル法で成長させた。
【００１７】このようにして得られた酸化物ガーネット
単結晶をＩＣＰ発光分析法で分析した結果、これは式 Eu0.21Tb1.97Bi0.82Fe4.71Ga0.29O12 で示されるものであり、この単結晶を切断して研磨加工
し 2.9× 2.9×0.607mmにし、この単結晶についての波
長1.55μｍにおける磁気光学特性をしらべたところ、こ
のものはファラデー回転角-44.7deg、温度依存性 0.051
deg/℃、ファラデー回転係数-736deg/cm、飽和磁化 350
Ｇであったが、光吸収損失は0.12dBであった。
単結晶をＩＣＰ発光分析法で分析した結果、これは式 Eu0.21Tb1.97Bi0.82Fe4.71Ga0.29O12 で示されるものであり、この単結晶を切断して研磨加工
し 2.9× 2.9×0.607mmにし、この単結晶についての波
長1.55μｍにおける磁気光学特性をしらべたところ、こ
のものはファラデー回転角-44.7deg、温度依存性 0.051
deg/℃、ファラデー回転係数-736deg/cm、飽和磁化 350
Ｇであったが、光吸収損失は0.12dBであった。
【００１８】
【発明の効果】本発明は新規な酸化物ガーネット単結晶
に関するものであり、これは式 GdaHobBi3-a-bFe5-cMcO12 または式 GdaHobEudBi3-a-b-dFe5-cMcO12 （ただし、式中のＭはＡｌ、Ｓｃ、Ｇａ、Ｉｎから選択
される少なくとも１種類の元素、 1.1≦ａ≦2.1 、 0.1
≦ｂ≦0.9 、０≦ｃ≦0.5 、0.03≦ｄ≦0.6 、 0.7≦３
−ａ−ｂ≦1.2 または 0.7≦３−ａ−ｂ−ｄ≦1.2 ）で
示されるものであるが、このものは均一な組成の厚膜と
して得られるし、このＧｄとＨｏの組み合わせが波長1.
55μｍにおける光吸収を改善し得るものであり、またそ
のＧｄの単結晶中の含有量を適度にすることで飽和磁化
を小さくでき、Ｅｕが更に光吸収を改善し得るものであ
ることから、光アイソレータや光スイッチなどの磁気光
学素子に有用とされるという工業的な有利性をもつもの
とされる。
に関するものであり、これは式 GdaHobBi3-a-bFe5-cMcO12 または式 GdaHobEudBi3-a-b-dFe5-cMcO12 （ただし、式中のＭはＡｌ、Ｓｃ、Ｇａ、Ｉｎから選択
される少なくとも１種類の元素、 1.1≦ａ≦2.1 、 0.1
≦ｂ≦0.9 、０≦ｃ≦0.5 、0.03≦ｄ≦0.6 、 0.7≦３
−ａ−ｂ≦1.2 または 0.7≦３−ａ−ｂ−ｄ≦1.2 ）で
示されるものであるが、このものは均一な組成の厚膜と
して得られるし、このＧｄとＨｏの組み合わせが波長1.
55μｍにおける光吸収を改善し得るものであり、またそ
のＧｄの単結晶中の含有量を適度にすることで飽和磁化
を小さくでき、Ｅｕが更に光吸収を改善し得るものであ
ることから、光アイソレータや光スイッチなどの磁気光
学素子に有用とされるという工業的な有利性をもつもの
とされる。
Claims (2)
- 【請求項１】 式 GdaHobBi3-a-bFe5-cMcO12（ここにＭ
はＡｌ、Ｓｃ、Ｇａ、Ｉｎから選択される少なくとも１
種類の元素、ａ、ｂ、ｃは 1.1≦ａ≦2.1 、0.1≦ｂ≦
0.9 、 0.7≦３−ａ−ｂ≦1.2 、０≦ｃ≦0.5 ）で示さ
れることを特徴とする酸化物ガーネット単結晶。 - 【請求項２】 式 GdaHobEudBi3-a-b-dFe5-cMcO12 （こ
こにＭはＡｌ、Ｓｃ、Ｇａ、Ｉｎから選択される少なく
とも１種類の元素、ａ、ｂ、ｃ、ｄは 1.1≦ａ≦2.1 、
0.1≦ｂ≦0.9 、０≦ｃ≦0.5 、0.03≦ｄ≦0.6 、 0.7
≦３−ａ−ｂ−ｄ≦1.2 ）で示されることを特徴とする
酸化物ガーネット単結晶。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15111194A JP3490143B2 (ja) | 1994-07-01 | 1994-07-01 | 酸化物ガーネット単結晶 |
| EP95401459A EP0690153B1 (en) | 1994-07-01 | 1995-06-20 | Oxide garnet single crystal |
| DE69508469T DE69508469T2 (de) | 1994-07-01 | 1995-06-20 | Oxyde-Granat-Einkristall |
| US08/495,934 US5616176A (en) | 1994-07-01 | 1995-06-28 | Oxide garnet single crystal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15111194A JP3490143B2 (ja) | 1994-07-01 | 1994-07-01 | 酸化物ガーネット単結晶 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0817630A true JPH0817630A (ja) | 1996-01-19 |
| JP3490143B2 JP3490143B2 (ja) | 2004-01-26 |
Family
ID=15511602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15111194A Expired - Lifetime JP3490143B2 (ja) | 1994-07-01 | 1994-07-01 | 酸化物ガーネット単結晶 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5616176A (ja) |
| EP (1) | EP0690153B1 (ja) |
| JP (1) | JP3490143B2 (ja) |
| DE (1) | DE69508469T2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| JP3699629B2 (ja) * | 2000-02-22 | 2005-09-28 | Ｔｄｋ株式会社 | 磁性ガーネット材料及びそれを用いた磁気光学素子 |
| US6770223B1 (en) * | 2002-12-13 | 2004-08-03 | Integrated Photonics, Inc. | Article comprising a faraday rotator that does not require a bias magnet |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4563236A (en) * | 1981-11-13 | 1986-01-07 | Litton Systems, Inc. | Method for making large area stable domains |
| US4698820A (en) * | 1986-05-01 | 1987-10-06 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Magnetic device and method of manufacture |
| US4810325A (en) * | 1987-06-15 | 1989-03-07 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Labs | Liquid-phase-epitaxy deposition method in the manufacture of devices |
| JPH0277719A (ja) | 1988-09-14 | 1990-03-16 | Mitsubishi Gas Chem Co Inc | 温度補償用磁気光学ガーネット |
| JPH085754B2 (ja) * | 1989-04-13 | 1996-01-24 | 信越化学工業株式会社 | 酸化物ガーネット単結晶エピタキシヤル基板およびその製造方法 |
| JPH0354198A (ja) * | 1989-07-20 | 1991-03-08 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 酸化物ガーネット単結晶 |
| JPH0369597A (ja) * | 1989-08-07 | 1991-03-25 | Tokin Corp | 磁気光学ガーネット |
| JPH03280012A (ja) | 1990-03-29 | 1991-12-11 | Mitsui Petrochem Ind Ltd | 磁気光学材料 |
| JPH0782164B2 (ja) * | 1991-04-25 | 1995-09-06 | 松下電器産業株式会社 | 磁気光学素子及び磁界測定装置 |
-
1994
- 1994-07-01 JP JP15111194A patent/JP3490143B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-06-20 EP EP95401459A patent/EP0690153B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-06-20 DE DE69508469T patent/DE69508469T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1995-06-28 US US08/495,934 patent/US5616176A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3490143B2 (ja) | 2004-01-26 |
| EP0690153B1 (en) | 1999-03-24 |
| EP0690153A1 (en) | 1996-01-03 |
| DE69508469D1 (de) | 1999-04-29 |
| DE69508469T2 (de) | 1999-10-28 |
| US5616176A (en) | 1997-04-01 |
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