JPH08319196A - ビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶の製造方法 - Google Patents

ビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶の製造方法

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JPH08319196A
JPH08319196A JP14552995A JP14552995A JPH08319196A JP H08319196 A JPH08319196 A JP H08319196A JP 14552995 A JP14552995 A JP 14552995A JP 14552995 A JP14552995 A JP 14552995A JP H08319196 A JPH08319196 A JP H08319196A
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JP
Japan
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single crystal
bismuth
substrate
rare earth
iron garnet
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JP14552995A
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Inventor
Yoichi Honda
洋一 本田
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Tokin Corp
Original Assignee
Tokin Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 一回の育成により二回分の育成に相当する二
個のビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶を作製する
ことができる製造方法を提供すること。 【構成】 ビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶の製
造方法で、白金製のるつぼ4を用いて、白金製の基板ホ
ルダ1に保持された、5mm以上の厚さの非磁性ガーネ
ット単結晶基板2の全体をビスマス置換希土類鉄ガーネ
ット成分を含む融液3に浸漬し、該基板の両面にビスマ
ス置換希土類鉄ガーネット単結晶を育成させた後、該基
板を基板面に対して平行に切断し、二個に分割する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ファラデー素子用ビス
マス置換希土類鉄ガーネット単結晶の製造方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】光通信の光源となる半導体レーザに、自
身から出射された光の一部が帰還すると、ノイズの原因
となる。この光の帰還を防止するため、ファラデー素子
(磁界中で非相反旋光能を示す素子)を使用した光アイ
ソレータが、既に実用化されている。
【0003】ファラデー素子の高品質、低価格が、その
まま光アイソレータの高品質、低価格に結びつくため、
高品質、低価格を目的として、ファラデー素子の製造技
術の開発が活発である。
【0004】このファラデー素子のうち、高品質、低価
格を両立するものとして、光通信に使用される波長1.
3μm〜1.55μmの光に対して、リキッド・フェイズ
・エピタキシャル(LPE)法によるビスマス置換希土
類鉄単結晶(希土類鉄ガーネット単結晶中の希土類を一
部ビスマスで置換したもの)の厚さが、数百μmの厚膜
が提案されている。
【0005】このLPE法は、図3に示すように、るつ
ぼ4を用いて、基板ホルダ1に保持された、厚さ1mm
程度のガドリニウム・ガリウム・ガーネット(GGG)等
の非磁性ガーネット単結晶基板2の片面をビスマス置換
希土類鉄ガーネット単結晶の成分を含む高温の融液3の
表面に浸漬し、ビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶
膜をエピタキシャル成長させる方法であり、非磁性ガー
ネット単結晶基板2と同じサイズのビスマス置換希土類
鉄ガーネット単結晶が得られる。
【0006】この育成に際しては、非磁性ガーネット単
結晶基板を保持する基板ホルダ及び融液を入れるるつぼ
には白金が用いられる。そして、この育成には、開始か
ら終了まで数日間を要する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】LPE法により育成さ
れたファラデー素子用のビスマス置換希土類鉄ガーネッ
ト単結晶膜をファラデー素子に加工する場合、まず、ビ
スマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜と接合している
非磁性ガーネット単結晶基板を研磨により取り除き、更
に、ビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜をファラ
デー素子として必要な厚さまで研磨する必要がある。
【0008】そのため、たとえ、非磁性ガーネット単結
晶基板の両面にビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶
膜が育成されたとしても、片方の面のビスマス置換希土
類鉄ガーネット単結晶膜は、無駄に研磨せざるを得ない
ことになり、加工工程も、片面のみにビスマス置換希土
類鉄ガーネット単結晶膜が育成されている場合よりも、
多少多くなってしまう。
【0009】そのため、前述のように、LPE法による
ファラデー素子用のビスマス置換希土類鉄ガーネット単
結晶の育成の際には、非磁性ガーネット単結晶基板の片
面だけをビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の成
分を含む融液の表面に浸漬し、片面のみにビスマス置換
希土類鉄ガーネット単結晶を育成している。
【0010】もし、両面にビスマス置換希土類鉄ガーネ
ット単結晶が育成されて、その両方ともにファラデー素
子に加工することが可能であれば、一回の育成が従来の
二回分の育成に相当するため、有効であるが、その方法
は見い出されていなかった。
【0011】本発明の目的は、一回の育成により二回分
の育成に相当する二個のビスマス置換希土類鉄ガーネッ
ト単結晶を作製することができるビスマス置換希土類鉄
ガーネット単結晶の製造方法を提供することである。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、LPE法によ
るビスマス置換希土類鉄ガーネット(化学式R3-xBix
Fe5-yy12で示した時、0.2≦x≦2.5,0≦y
≦2.0。但し、RはNd,Sm,Eu,Gd,Tb,
Dy,Er,Tm,Yb,Lu,Yで示される元素のう
ち、少なくとも1種類、MはAl,Gaで示される元素
のうち、少なくとも1種類)単結晶の製造において、基
板となる非磁性ガーネット単結晶ウエハの厚さを5mm
以上とし、図2に示すように、白金製のるつぼ4を用い
て、白金製の基板ホルダ1に保持された非磁性ガーネッ
ト単結晶基板2の全体をビスマス置換希土類鉄ガーネッ
ト成分を含む融液3に浸漬し、該基板の両面にビスマス
置換希土類鉄ガーネット単結晶を育成させた後、該基板
を基板面に対して平行に切断し、二個に分割する手法で
ある。
【0013】
【作用】本発明によれば、LPE法でビスマス置換希土
類鉄ガーネットを育成する際、非磁性ガーネット基板の
片面のみにビスマス置換希土類鉄ガーネットが育成され
たものと同じ状態のものが二個取得できることになり、
従来法の約2倍の効率が得られる。
【0014】
【実施例】以下に、実施例と比較例を用いて、本発明を
説明する。
【0015】(実施例1)酸化テルビウム(Tb23
を1mol%、酸化鉄(Fe23)を9mol%、酸化
ビスマス(Bi23)を25mol%、酸化鉛(Pb
O)を50mol%、酸化ホウ素(B23)を15mo
l%を、それぞれの比で総重量5kgを溶解混合した融
液を用い、方位が{111}方向で、厚さが5mmの非
磁性カルシウム・マグネシウム・ジルコニウム置換ガドリ
ニウム・ガリウム・ガーネット(GdCa)3(GaMg
Zr)512の2インチ径単結晶基板の両面に、LPE
法により、ビスマス置換テルビウム鉄ガーネット(Tb
Bi)3Fe512単結晶厚膜(厚さ約500μm)を7
2時間にわたり育成した。
【0016】その非磁性ガーネット単結晶基板の両面に
ビスマス置換テルビウム鉄ガーネット単結晶厚膜が成長
したものの非磁性ガーネット基板部分を基板面と平行に
外周刃切断機により切断した。
【0017】切断にあたっては、図1に示すように、非
磁性ガーネット単結晶基板5の両面にビスマス置換テル
ビウム鉄ガーネット6の単結晶厚膜が成長したものの両
面を2インチ径で、厚さ5cmの円筒状ガラス7をワッ
クスで接着し、固定した。
【0018】切断した結果、非磁性ガーネット単結晶基
板の片面にビスマス置換テルビウム鉄ガーネット(Tb
Bi)3Fe512単結晶厚膜(厚さ約500μm)が成
長したものと同じ状態のものが2個取得できた。これら
は、切断時にクラックが生ずることもなかった。
【0019】(実施例2)実施例1で用いた融液と同組
成、同量の融液を用い、方位が{111}方向で、厚さ
が10mmの非磁性カルシウム・マグネシウム・ジルコニ
ウム置換ガドリニウム・ガリウム・ガーネット(GdC
a)3(GaMgZr)512の2インチ径単結晶基板の
両面に、LPE法により、ビスマス置換テルビウム鉄ガ
ーネット(TbBi)3Fe512単結晶厚膜(厚さ約5
00μm)を72時間にわたり育成した。
【0020】その非磁性ガーネット単結晶基板の両面に
ビスマス置換テルビウム鉄ガーネット単結晶厚膜が成長
したものの非磁性ガーネット基板部分を基板面と平行に
外周刃切断機により切断した。
【0021】切断にあたっては、図1に示すように、非
磁性ガーネット単結晶基板5の両面にビスマス置換テル
ビウム鉄ガーネット6の単結晶厚膜が成長したものの両
面を2インチ径で、厚さ5cmの円筒状ガラス7をワッ
クスで接着し、固定した。
【0022】切断した結果、非磁性ガーネット単結晶基
板の片面にビスマス置換テルビウム鉄ガーネット(Tb
Bi)3Fe512単結晶厚膜(厚さ約500μm)が成
長したものと同じ状態のものが2個取得できた。これら
は、切断時にクラックが生ずることもなかった。
【0023】(比較例1)実施例1で用いた融液と同組
成、同量の融液を用い、方位が{111}方向で、厚さ
が4mmの非磁性カルシウム・マグネシウム・ジルコニウ
ム置換ガドリニウム・ガリウム・ガーネット(GdCa)
3(GaMgZr)512の2インチ径単結晶基板の両面
に、LPE法により、ビスマス置換テルビウム鉄ガーネ
ット(TbBi)3Fe512単結晶厚膜(厚さ約500
μm)を72時間にわたり育成した。
【0024】その非磁性ガーネット単結晶基板の両面に
ビスマス置換テルビウム鉄ガーネット単結晶厚膜が成長
したものの非磁性ガーネット単結晶基板部分を基板面と
平行に外周刃切断機により切断した。
【0025】切断にあたっては、図1に示すように、非
磁性ガーネット単結晶基板5の両面にビスマス置換テル
ビウム鉄ガーネット6の単結晶厚膜が成長したものの両
面を2インチ径で、厚さ5cmの円筒状ガラス7をワッ
クスで接着し、固定した。
【0026】切断した結果、非磁性ガーネット単結晶基
板とビスマス置換テルビウム鉄ガーネット単結晶厚膜の
双方にクラックが生じ、ファラデー素子を取得できない
状態であった。
【0027】(比較例2)実施例1で用いた融液と同組
成、同量の融液を用い、方位が{111}方向で、厚さ
が2mmの非磁性カルシウム・マグネシウム・ジルコニウ
ム置換ガドリニウム・ガリウム・ガーネット(GdCa)
3(GaMgZr)512の2インチ径単結晶基板の両面
に、LPE法により、ビスマス置換テルビウム鉄ガーネ
ット(TbBi)3Fe512単結晶厚膜(厚さ約500
μm)を72時間にわたり育成した。
【0028】その非磁性ガーネット単結晶基板の両面に
ビスマス置換テルビウム鉄ガーネット単結晶厚膜が成長
したものの非磁性ガーネット単結晶基板部分を基板面と
平行に外周刃切断機により切断した。
【0029】切断にあたっては、図1に示すように、非
磁性ガーネット単結晶基板5の両面にビスマス置換テル
ビウム鉄ガーネット6の単結晶厚膜が成長したものの両
面を2インチ径で、厚さ5cmの円筒状ガラス7をワッ
クスで接着し、固定した。
【0030】切断した結果、非磁性ガーネット単結晶基
板とビスマス置換テルビウム鉄ガーネット単結晶厚膜の
双方にクラックが生じ、ファラデー素子を取得できない
状態であった。
【0031】本発明における実施例、比較例について説
明したが、本発明は上記実施例のみならず、LPE法に
よるビスマス置換希土類鉄ガーネット(化学式R3-x
xFe5-yy12で示した時、0.2≦x≦2.5,0
≦y≦2.0。但し、RはNd,Sm,Eu,Gd,T
b,Dy,Er,Tm,Yb,Lu,Yで示される元素
のうち、少なくとも1種類、MはAl,Gaで示される
元素のうち、少なくとも1種類)単結晶の製造全般に適
用されるものである。
【0032】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、LPE法によるビスマス置換希土類鉄ガーネット単
結晶の製造において、一回の育成につき2個のビスマス
置換希土類鉄ガーネット単結晶が得られることになり、
高性能で低価格のファラデー素子を提供することができ
るようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】非磁性ガーネット単結晶基板の両面にビスマス
置換希土類鉄ガーネットが育成されたものの両面を円筒
状ガラスでワックスにより接着固定したファラデー素子
の斜視図。
【図2】非磁性ガーネット基板の両面へのLPE法によ
るビスマス置換希土類鉄ガーネットの育成を示す断面
図。
【図3】非磁性ガーネット基板の片面へのLPE法によ
るビスマス置換希土類鉄ガーネットの育成を示す断面
図。
【符号の説明】
1 (白金製の)基板ホルダ 2,5 非磁性ガーネット単結晶基板 3 融液 4 (白金製の)るつぼ 6 ビスマス置換希土類鉄ガーネット 7 円筒状ガラス

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 リキッド・フェイズ・エピタキシャル法に
    よるビスマス置換希土類鉄ガーネット(化学式R3-x
    xFe5-yy12で示した時、0.2≦x≦2.5,0
    ≦y≦2.0。但し、RはNd,Sm,Eu,Gd,T
    b,Dy,Er,Tm,Yb,Lu,Yで示される元素
    のうち、少なくとも1種類、MはAl,Gaで示される
    元素のうち、少なくとも1種類)単結晶の製造方法にお
    いて、基板となる非磁性ガーネット単結晶ウエハの厚さ
    を5mm以上とし、該基板全体をビスマス置換希土類鉄
    ガーネット成分を含む融液に浸漬し、該基板の両面にビ
    スマス置換希土類鉄ガーネット単結晶を育成させた後、
    該基板を基板面に対して平行に切断することを特徴とす
    るビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶の製造方法。
JP14552995A 1995-05-18 1995-05-18 ビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶の製造方法 Pending JPH08319196A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103228826A (zh) * 2010-11-29 2013-07-31 住友金属矿山株式会社 铋置换型稀土类铁石榴石晶体膜和光隔离器

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CN103228826A (zh) * 2010-11-29 2013-07-31 住友金属矿山株式会社 铋置换型稀土类铁石榴石晶体膜和光隔离器

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