JPH0867600A - 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Info
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- JPH0867600A JPH0867600A JP22862494A JP22862494A JPH0867600A JP H0867600 A JPH0867600 A JP H0867600A JP 22862494 A JP22862494 A JP 22862494A JP 22862494 A JP22862494 A JP 22862494A JP H0867600 A JPH0867600 A JP H0867600A
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- JP
- Japan
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- single crystal
- temperature
- bismuth
- growth
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ビスマスを１．２atoms/f.u.より多く含む熱
膨張率の大きなビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶
膜を、ＬＰＥ法によって歩留りよく育成する。 【構成】 ＬＰＥ法によって、融液中から非磁性ガーネ
ット基板上に、ビスマスを１．２atms/f.u. より多く含
む希土類鉄ガーネット単結晶膜を、 ３≦Ｔ1 −Ｔ0 ≦６．５、及び０＜（Ｔ2 −Ｔ1 ）／ｔ
≦０．０４１ を同時に満たす条件で育成する。 但し、Ｔ0 ：２５℃において基板と単結晶の格子定数が
合う育成温度（℃） Ｔ1 ：単結晶の育成開始温度（℃） Ｔ2 ：単結晶の育成終了温度（℃） ｔ ：単結晶の膜厚（μｍ）
膨張率の大きなビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶
膜を、ＬＰＥ法によって歩留りよく育成する。 【構成】 ＬＰＥ法によって、融液中から非磁性ガーネ
ット基板上に、ビスマスを１．２atms/f.u. より多く含
む希土類鉄ガーネット単結晶膜を、 ３≦Ｔ1 −Ｔ0 ≦６．５、及び０＜（Ｔ2 −Ｔ1 ）／ｔ
≦０．０４１ を同時に満たす条件で育成する。 但し、Ｔ0 ：２５℃において基板と単結晶の格子定数が
合う育成温度（℃） Ｔ1 ：単結晶の育成開始温度（℃） Ｔ2 ：単結晶の育成終了温度（℃） ｔ ：単結晶の膜厚（μｍ）
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液相エピタキシャル法
（以下、「ＬＰＥ法」と略記する）によるビスマス置換
希土類鉄ガーネット単結晶の製造方法に関し、更に詳し
く述べると、ビスマスを１．２atms/f.u. より多く含む
磁性ガーネット単結晶を成膜する方法に関するものであ
る。この方法は、光アイソレータや光サーキュレータ等
に用いるファラデー素子の製造に有用である。
（以下、「ＬＰＥ法」と略記する）によるビスマス置換
希土類鉄ガーネット単結晶の製造方法に関し、更に詳し
く述べると、ビスマスを１．２atms/f.u. より多く含む
磁性ガーネット単結晶を成膜する方法に関するものであ
る。この方法は、光アイソレータや光サーキュレータ等
に用いるファラデー素子の製造に有用である。
【０００２】
【従来の技術】磁性ガーネット単結晶はファラデー効果
を持っており、光アイソレータの中心材料である。近
年、この種の磁性ガーネット単結晶としては、ＬＰＥ法
により非磁性ガーネット基板上に育成するビスマス置換
希土類鉄ガーネットが主になってきている。これは、希
土類鉄ガーネット単結晶の中の希土類元素の一部をビス
マスで置換したものであり、厚さ数百μｍの厚膜であ
る。ＬＰＥ法を採用する理由は、ＬＰＥ法が量産性に優
れており、高品質の膜を低価格で製造できるからであ
る。
を持っており、光アイソレータの中心材料である。近
年、この種の磁性ガーネット単結晶としては、ＬＰＥ法
により非磁性ガーネット基板上に育成するビスマス置換
希土類鉄ガーネットが主になってきている。これは、希
土類鉄ガーネット単結晶の中の希土類元素の一部をビス
マスで置換したものであり、厚さ数百μｍの厚膜であ
る。ＬＰＥ法を採用する理由は、ＬＰＥ法が量産性に優
れており、高品質の膜を低価格で製造できるからであ
る。
【０００３】従来、非磁性ガーネット基板上にＬＰＥ法
により磁性ガーネット単結晶を育成する場合は、はじめ
に原料を完全に溶融し、その後その液相温度から過冷却
状態（結晶の析出が可能な温度状態）に融液の温度を降
下させ、その過冷却状態において温度一定の条件を維持
して育成していた。
により磁性ガーネット単結晶を育成する場合は、はじめ
に原料を完全に溶融し、その後その液相温度から過冷却
状態（結晶の析出が可能な温度状態）に融液の温度を降
下させ、その過冷却状態において温度一定の条件を維持
して育成していた。
【０００４】しかし近年、温度一定の育成条件では割れ
が生じ数百μｍの厚膜が育成できないとして、温度を降
下させながら育成する方法が提案されている。温度を降
下させる理由としては、成長速度を一定にするため（特
開昭６１−２６１２９２号公報）、膜の格子定数の変動
を抑えるため（特開平４−１３９０９３号公報）、基板
と膜の格子定数を合わせるため（特開昭６２−１４３８
９３号公報）とされている。
が生じ数百μｍの厚膜が育成できないとして、温度を降
下させながら育成する方法が提案されている。温度を降
下させる理由としては、成長速度を一定にするため（特
開昭６１−２６１２９２号公報）、膜の格子定数の変動
を抑えるため（特開平４−１３９０９３号公報）、基板
と膜の格子定数を合わせるため（特開昭６２−１４３８
９３号公報）とされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところでビスマス置換
希土類鉄ガーネット単結晶の場合、ビスマス含有量に比
例して単結晶のファラデー回転係数が大きくなり、その
分、必要なファラデー回転角を得るための膜厚を薄くで
きるので好ましい。しかし、ビスマス含有量が多くなる
と、それに比例して単結晶の熱膨張率が大きくなり、育
成中にひび割れが入り易くなる。
希土類鉄ガーネット単結晶の場合、ビスマス含有量に比
例して単結晶のファラデー回転係数が大きくなり、その
分、必要なファラデー回転角を得るための膜厚を薄くで
きるので好ましい。しかし、ビスマス含有量が多くなる
と、それに比例して単結晶の熱膨張率が大きくなり、育
成中にひび割れが入り易くなる。
【０００６】前記のように、単結晶育成中、温度を一定
に維持する、あるいは温度を降下させるというのが従来
の技術常識であったが、ビスマスを１．２atoms/f.u.よ
り多く含む膜では、そのような方法ではクラックなどに
より育成が困難となり、歩留りが極端に低下してしま
う。
に維持する、あるいは温度を降下させるというのが従来
の技術常識であったが、ビスマスを１．２atoms/f.u.よ
り多く含む膜では、そのような方法ではクラックなどに
より育成が困難となり、歩留りが極端に低下してしま
う。
【０００７】本発明の目的は、ビスマスを１．２atoms/
f.u.より多く含む熱膨張率の大きなビスマス置換希土類
鉄ガーネット単結晶膜を、ＬＰＥ法によって歩留りよく
育成できる方法を提供することである。
f.u.より多く含む熱膨張率の大きなビスマス置換希土類
鉄ガーネット単結晶膜を、ＬＰＥ法によって歩留りよく
育成できる方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】従来の技術常識では、前
述のように育成中、温度を一定に保つか、もしくは温度
を下げていくのがよいとされているが、本発明者は、ビ
スマスを多量に含有する希土類鉄ガーネットの場合、育
成温度の下げ幅を小さくしていった時に割れの発生割合
が小さくなっていることに着目し、本発明を完成させた
ものである。即ち、本発明者は、２５℃において基板と
単結晶の格子定数が合う育成温度Ｔ0 よりも若干高い温
度Ｔ1 で育成を開始し、且つ結晶を育成する過程で温度
を上げていく（結晶育成終了温度Ｔ2 ＞結晶育成開始温
度Ｔ1 ）ことによって、歩留りが向上することを見出し
た。本発明は、このような現象の知得に基づき完成した
ものである。
述のように育成中、温度を一定に保つか、もしくは温度
を下げていくのがよいとされているが、本発明者は、ビ
スマスを多量に含有する希土類鉄ガーネットの場合、育
成温度の下げ幅を小さくしていった時に割れの発生割合
が小さくなっていることに着目し、本発明を完成させた
ものである。即ち、本発明者は、２５℃において基板と
単結晶の格子定数が合う育成温度Ｔ0 よりも若干高い温
度Ｔ1 で育成を開始し、且つ結晶を育成する過程で温度
を上げていく（結晶育成終了温度Ｔ2 ＞結晶育成開始温
度Ｔ1 ）ことによって、歩留りが向上することを見出し
た。本発明は、このような現象の知得に基づき完成した
ものである。
【０００９】本発明は、ＬＰＥ法によって、融液中から
非磁性ガーネット基板上に、ビスマスを１．２atms/f.
u. より多く含む希土類鉄ガーネット単結晶膜を育成す
る方法において、 ３≦Ｔ1 −Ｔ0 ≦６．５ … ０＜（Ｔ2 −Ｔ1 ）／ｔ≦０．０４１ … 但し、Ｔ0 ：２５℃において基板と単結晶の格子定数が
合う育成温度（℃） Ｔ1 ：単結晶の育成開始温度（℃） Ｔ2 ：単結晶の育成終了温度（℃） ｔ ：単結晶の膜厚（μｍ） の上記式及び式を同時に満たす条件で育成するビス
マス置換希土類鉄ガーネット単結晶の製造方法である。
この式は、単位膜厚当たりの平均的温度変化の許容範
囲を規定するものである。本発明において、より好まし
くは、０．０１≦（Ｔ2 −Ｔ1 ）／ｔとすることであ
る。最良の条件は、Ｔ1 −Ｔ0 ＝４．５で、且つ（Ｔ2
−Ｔ1 ）／ｔ＝０．０２であるような育成条件である。
非磁性ガーネット基板上に、ビスマスを１．２atms/f.
u. より多く含む希土類鉄ガーネット単結晶膜を育成す
る方法において、 ３≦Ｔ1 −Ｔ0 ≦６．５ … ０＜（Ｔ2 −Ｔ1 ）／ｔ≦０．０４１ … 但し、Ｔ0 ：２５℃において基板と単結晶の格子定数が
合う育成温度（℃） Ｔ1 ：単結晶の育成開始温度（℃） Ｔ2 ：単結晶の育成終了温度（℃） ｔ ：単結晶の膜厚（μｍ） の上記式及び式を同時に満たす条件で育成するビス
マス置換希土類鉄ガーネット単結晶の製造方法である。
この式は、単位膜厚当たりの平均的温度変化の許容範
囲を規定するものである。本発明において、より好まし
くは、０．０１≦（Ｔ2 −Ｔ1 ）／ｔとすることであ
る。最良の条件は、Ｔ1 −Ｔ0 ＝４．５で、且つ（Ｔ2
−Ｔ1 ）／ｔ＝０．０２であるような育成条件である。
【００１０】本発明で用いる非磁性ガーネット基板とし
ては、例えば、Ｇｄ3 Ｓｃ2 Ｇａ3Ｏ12あるいは（Ｃａ
Ｇｄ）3 （ＭｇＺｒＧａ）5 Ｏ12などがある。
ては、例えば、Ｇｄ3 Ｓｃ2 Ｇａ3Ｏ12あるいは（Ｃａ
Ｇｄ）3 （ＭｇＺｒＧａ）5 Ｏ12などがある。
【００１１】
【作用】従来の方法は、基板と膜との熱膨張率の違いを
無視したものである。膜の熱膨張率の方が基板のそれよ
りも大きいのであるが、特にビスマス置換希土類鉄ガー
ネット単結晶の熱膨張率は大きく、更にその熱膨張率は
ビスマス含有量に比例して大きくなる。従って、室温で
の基板と膜の格子定数が合っていたとしても、育成温度
（通常、６００〜９００℃）では大きなミスマッチが生
じている。その影響は、当然のことながら、ビスマス含
有量が多いほど大きい。つまり室温での基板と膜の格子
定数が合うような条件では、ビスマス含有量が多い単結
晶の育成は困難である。
無視したものである。膜の熱膨張率の方が基板のそれよ
りも大きいのであるが、特にビスマス置換希土類鉄ガー
ネット単結晶の熱膨張率は大きく、更にその熱膨張率は
ビスマス含有量に比例して大きくなる。従って、室温で
の基板と膜の格子定数が合っていたとしても、育成温度
（通常、６００〜９００℃）では大きなミスマッチが生
じている。その影響は、当然のことながら、ビスマス含
有量が多いほど大きい。つまり室温での基板と膜の格子
定数が合うような条件では、ビスマス含有量が多い単結
晶の育成は困難である。
【００１２】しかし上記及び式を同時に満たす条件
で育成すると、膜厚数百μｍでクラックの少ないビスマ
ス置換希土類鉄ガーネット単結晶を得ることができた。
その後の解析の結果によると、結晶育成開始温度Ｔ1 及
び結晶育成終了温度Ｔ2 は、育成温度における基板と膜
の格子定数が合う温度よりも遙に低いことが判明し、基
板と膜の格子定数を合わせる方向で育成温度を設定して
いるのであるが、単純に基板と膜の格子定数が合うこと
ではない別の要因によって歩留り改善がなされるものと
推定される。
で育成すると、膜厚数百μｍでクラックの少ないビスマ
ス置換希土類鉄ガーネット単結晶を得ることができた。
その後の解析の結果によると、結晶育成開始温度Ｔ1 及
び結晶育成終了温度Ｔ2 は、育成温度における基板と膜
の格子定数が合う温度よりも遙に低いことが判明し、基
板と膜の格子定数を合わせる方向で育成温度を設定して
いるのであるが、単純に基板と膜の格子定数が合うこと
ではない別の要因によって歩留り改善がなされるものと
推定される。
【００１３】
【実施例】原料を９５０℃で１０時間溶融し、同じ９５
０℃で３時間攪拌した。その後、材料に応じた単結晶育
成温度まで下げ、ＬＰＥ法で磁性ガーネット単結晶を育
成した。単結晶育成中、その融液の温度を徐々に上昇さ
せた。試料の種類と原料、基板、２５℃において基板と
単結晶の格子定数が合う育成温度Ｔ0 （℃）、結晶組成
は次の通りである。
０℃で３時間攪拌した。その後、材料に応じた単結晶育
成温度まで下げ、ＬＰＥ法で磁性ガーネット単結晶を育
成した。単結晶育成中、その融液の温度を徐々に上昇さ
せた。試料の種類と原料、基板、２５℃において基板と
単結晶の格子定数が合う育成温度Ｔ0 （℃）、結晶組成
は次の通りである。
【００１４】〔試料Ａ〜Ｋ〕 原料：ＰｂＯ，Ｂｉ2 Ｏ3 ，Ｂ2 Ｏ3 ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，Ｇ
ｄ2 Ｏ3 ，Ｌａ2 Ｏ3 基板：Ｇｄ3 （ＳｃＧａ）5 Ｏ12 Ｔ0 ：７２７℃ 結晶組成：Ｇｄ1.25Ｌａ0.05Ｂｉ1.7 Ｆｅ5 Ｏ12 〔試料Ｌ，Ｍ〕 原料：ＰｂＯ，Ｂｉ2 Ｏ3 ，Ｂ2 Ｏ3 ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，Ｓ
ｍ2 Ｏ3 ，Ｇｄ2 Ｏ3 基板：Ｇｄ3 （ＳｃＧａ）5 Ｏ12 Ｔ0 ：７４９℃ 結晶組成：Ｇｄ0.35Ｓｍ1.15Ｂｉ1.5 Ｆｅ5 Ｏ12 〔試料Ｎ〕…比較例（ビスマス含有量が１．２atms/f.
u. ） 原料：ＰｂＯ，Ｂｉ2 Ｏ3 ，Ｂ2 Ｏ3 ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，Ｓ
ｍ2 Ｏ3 基板：Ｇｄ3 （ＳｃＧａ）5 Ｏ12 Ｔ0 ：７８０℃ 結晶組成：Ｓｍ1.8 Ｂｉ1.2 Ｆｅ5 Ｏ12 〔試料Ｏ〜Ｑ〕 原料：ＰｂＯ，Ｂｉ2 Ｏ3 ，Ｂ2 Ｏ3 ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，Ｙ
2 Ｏ3 ，Ｓｍ2 Ｏ3 基板：（ＣａＧｄ）3 （ＺｒＭｇＧａ）5 Ｏ12 Ｔ0 ：７６５℃ 結晶組成：Ｙ1.3 Ｓｍ0.4 Ｂｉ1.3 Ｆｅ5 Ｏ12
ｄ2 Ｏ3 ，Ｌａ2 Ｏ3 基板：Ｇｄ3 （ＳｃＧａ）5 Ｏ12 Ｔ0 ：７２７℃ 結晶組成：Ｇｄ1.25Ｌａ0.05Ｂｉ1.7 Ｆｅ5 Ｏ12 〔試料Ｌ，Ｍ〕 原料：ＰｂＯ，Ｂｉ2 Ｏ3 ，Ｂ2 Ｏ3 ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，Ｓ
ｍ2 Ｏ3 ，Ｇｄ2 Ｏ3 基板：Ｇｄ3 （ＳｃＧａ）5 Ｏ12 Ｔ0 ：７４９℃ 結晶組成：Ｇｄ0.35Ｓｍ1.15Ｂｉ1.5 Ｆｅ5 Ｏ12 〔試料Ｎ〕…比較例（ビスマス含有量が１．２atms/f.
u. ） 原料：ＰｂＯ，Ｂｉ2 Ｏ3 ，Ｂ2 Ｏ3 ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，Ｓ
ｍ2 Ｏ3 基板：Ｇｄ3 （ＳｃＧａ）5 Ｏ12 Ｔ0 ：７８０℃ 結晶組成：Ｓｍ1.8 Ｂｉ1.2 Ｆｅ5 Ｏ12 〔試料Ｏ〜Ｑ〕 原料：ＰｂＯ，Ｂｉ2 Ｏ3 ，Ｂ2 Ｏ3 ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，Ｙ
2 Ｏ3 ，Ｓｍ2 Ｏ3 基板：（ＣａＧｄ）3 （ＺｒＭｇＧａ）5 Ｏ12 Ｔ0 ：７６５℃ 結晶組成：Ｙ1.3 Ｓｍ0.4 Ｂｉ1.3 Ｆｅ5 Ｏ12
【００１５】まず３μｍ以下の膜厚の試し実験を行い、
結晶組成をＥＰＭＡ（電子線プローブマイクロアナライ
ザ）で分析し、２５℃における膜の格子定数（膜面方向
での格子定数）は、Ｘ線回折により基板と膜の垂直方向
の格子定数差を求めて、ポアソン比を考慮して計算し
た。そして２５℃において基板と単結晶の格子定数が合
う育成温度Ｔ0 （℃）は、図３のＡに示すようなグラフ
を作成して求めた。基板の２５℃での格子定数は既知で
ある。例えばＧｄ3 （ＳｃＧａ）5 Ｏ12の２５℃での格
子定数は１２．５６１Åである。それに対して膜の格子
定数は、単結晶の育成温度によって変化するが、それぞ
れ上記の計算により求めることができる。そこで、それ
ぞれの実際の育成温度について基板と膜の格子定数をプ
ロットし、交点をもとめると、それが２５℃において基
板と単結晶の格子定数が合う育成温度Ｔ0 （℃）とな
る。試料Ａ〜Ｋでは、その育成温度Ｔ0 は７２７℃とな
る。同様にして、試料Ｌ〜Ｑについても温度Ｔ0 を求め
ることができ、それらは上記の通りである。
結晶組成をＥＰＭＡ（電子線プローブマイクロアナライ
ザ）で分析し、２５℃における膜の格子定数（膜面方向
での格子定数）は、Ｘ線回折により基板と膜の垂直方向
の格子定数差を求めて、ポアソン比を考慮して計算し
た。そして２５℃において基板と単結晶の格子定数が合
う育成温度Ｔ0 （℃）は、図３のＡに示すようなグラフ
を作成して求めた。基板の２５℃での格子定数は既知で
ある。例えばＧｄ3 （ＳｃＧａ）5 Ｏ12の２５℃での格
子定数は１２．５６１Åである。それに対して膜の格子
定数は、単結晶の育成温度によって変化するが、それぞ
れ上記の計算により求めることができる。そこで、それ
ぞれの実際の育成温度について基板と膜の格子定数をプ
ロットし、交点をもとめると、それが２５℃において基
板と単結晶の格子定数が合う育成温度Ｔ0 （℃）とな
る。試料Ａ〜Ｋでは、その育成温度Ｔ0 は７２７℃とな
る。同様にして、試料Ｌ〜Ｑについても温度Ｔ0 を求め
ることができ、それらは上記の通りである。
【００１６】ところで、基板の熱膨張率は既知であり、
例えばＧｄ3 （ＳｃＧａ）5 Ｏ12の場合は７．５×１０
-6である。膜についてはビスマス含有量に比例してお
り、試料Ａ〜Ｋ（Ｇｄ1.25Ｌａ0.05Ｂｉ1.7 Ｆｅ
5 Ｏ12）では１．４３５×１０-5である。２５℃での格
子定数と上記各熱膨張率とを用いて計算すると、各育成
温度での基板と膜の格子定数が求まる。そこで、単結晶
育成温度での基板と膜の格子定数をプロットすると、育
成温度において基板と膜の格子定数が合う温度Ｔ3 を求
めることができる（図３のＢ参照）。試料Ａ〜Ｋでは、
その温度Ｔ3 は７９８℃となり、温度差ΔＴ＝Ｔ3 −Ｔ
0 ＝７９８−７２７＝７１℃である。他の試料Ｌ〜Ｑに
ついてみてもΔＴは４０℃以上であり、これらの温度差
は、本発明におけるＴ1 −Ｔ0 より遙に大きな値である
ことが分かった。
例えばＧｄ3 （ＳｃＧａ）5 Ｏ12の場合は７．５×１０
-6である。膜についてはビスマス含有量に比例してお
り、試料Ａ〜Ｋ（Ｇｄ1.25Ｌａ0.05Ｂｉ1.7 Ｆｅ
5 Ｏ12）では１．４３５×１０-5である。２５℃での格
子定数と上記各熱膨張率とを用いて計算すると、各育成
温度での基板と膜の格子定数が求まる。そこで、単結晶
育成温度での基板と膜の格子定数をプロットすると、育
成温度において基板と膜の格子定数が合う温度Ｔ3 を求
めることができる（図３のＢ参照）。試料Ａ〜Ｋでは、
その温度Ｔ3 は７９８℃となり、温度差ΔＴ＝Ｔ3 −Ｔ
0 ＝７９８−７２７＝７１℃である。他の試料Ｌ〜Ｑに
ついてみてもΔＴは４０℃以上であり、これらの温度差
は、本発明におけるＴ1 −Ｔ0 より遙に大きな値である
ことが分かった。
【００１７】さて試料Ａ〜Ｑの各試料について、単結晶
育成条件と膜厚及び歩留りの関係を表１に示す。また単
結晶育成条件と歩留りの関係を図１に示す。図１におい
て、斜線を施した領域が本発明範囲である。なお、歩留
り（％）は、次式により求めた。 歩留り＝（１枚の結晶から得られたクラックの無い３mm
角チップ数）×１００／（１枚の結晶から得られる３mm
角チップの全数） ここで、チップ寸法を３mm角としているのは、初期の光
アイソレータにおける評価系に、この寸法のチップを用
いていたことによる。但し、現在ではチップ寸法が小さ
くなっており（１．７mm角程度）、そのチップ寸法で換
算すると、歩留り（％）はより高い値となる。
育成条件と膜厚及び歩留りの関係を表１に示す。また単
結晶育成条件と歩留りの関係を図１に示す。図１におい
て、斜線を施した領域が本発明範囲である。なお、歩留
り（％）は、次式により求めた。 歩留り＝（１枚の結晶から得られたクラックの無い３mm
角チップ数）×１００／（１枚の結晶から得られる３mm
角チップの全数） ここで、チップ寸法を３mm角としているのは、初期の光
アイソレータにおける評価系に、この寸法のチップを用
いていたことによる。但し、現在ではチップ寸法が小さ
くなっており（１．７mm角程度）、そのチップ寸法で換
算すると、歩留り（％）はより高い値となる。
【００１８】
【表１】
【００１９】上記各種の実験の結果によれば、最も好ま
しいのは試料Ｊの場合であり、 Ｔ1 −Ｔ0 ＝４．５ （Ｔ2 −Ｔ1 ）／ｔ＝０．０２ の条件を同時に満たすように単結晶を育成することであ
る。
しいのは試料Ｊの場合であり、 Ｔ1 −Ｔ0 ＝４．５ （Ｔ2 −Ｔ1 ）／ｔ＝０．０２ の条件を同時に満たすように単結晶を育成することであ
る。
【００２０】
【発明の効果】本発明は、上記のような式と式を同
時に満たすような単結晶育成条件を採用することによ
り、ビスマスを１．２atms/f.u. より多く含む熱膨張率
の大きなビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜を、
ＬＰＥ法によって歩留り良く育成することができる。
時に満たすような単結晶育成条件を採用することによ
り、ビスマスを１．２atms/f.u. より多く含む熱膨張率
の大きなビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜を、
ＬＰＥ法によって歩留り良く育成することができる。
【図１】単結晶育成条件と歩留りとの関係を示す図。
【図２】（Ｔ2 −Ｔ1 ）／ｔと歩留りとの関係を示すグ
ラフ。
ラフ。
【図３】試料Ａ〜Ｋについての温度と格子定数の関係を
示すグラフ。
示すグラフ。
Claims (5)
- 【請求項１】 液相エピタキシャル法によって、融液中
から非磁性ガーネット基板上に、ビスマスを１．２atms
/f.u. より多く含む希土類鉄ガーネット単結晶膜を育成
する方法において、 ３≦Ｔ1 −Ｔ0 ≦６．５ … ０＜（Ｔ2 −Ｔ1 ）／ｔ≦０．０４１ … 但し、Ｔ0 ：２５℃において基板と単結晶の格子定数が
合う育成温度（℃） Ｔ1 ：単結晶の育成開始温度（℃） Ｔ2 ：単結晶の育成終了温度（℃） ｔ ：単結晶の膜厚（μｍ） の上記式及び式を同時に満たす条件で育成すること
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。 - 【請求項２】 ０．０１≦（Ｔ2 −Ｔ1 ）／ｔである請
求項１記載の製造方法。 - 【請求項３】 Ｔ1 −Ｔ0 ＝４．５であり、（Ｔ2 −Ｔ
1 ）／ｔ＝０．０２である請求項１記載の製造方法。 - 【請求項４】 非磁性ガーネット基板がＧｄ3 Ｓｃ2 Ｇ
ａ3 Ｏ12である請求項１、２又は３記載の製造方法。 - 【請求項５】 非磁性ガーネット基板が（ＣａＧｄ）3
（ＭｇＺｒＧａ）5Ｏ12である請求項１、２又は３記載
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22862494A JPH0867600A (ja) | 1994-08-30 | 1994-08-30 | ビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22862494A JPH0867600A (ja) | 1994-08-30 | 1994-08-30 | ビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0867600A true JPH0867600A (ja) | 1996-03-12 |
Family
ID=16879264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22862494A Pending JPH0867600A (ja) | 1994-08-30 | 1994-08-30 | ビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0867600A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012073671A1 (ja) * | 2010-11-29 | 2012-06-07 | 住友金属鉱山株式会社 | 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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1994
- 1994-08-30 JP JP22862494A patent/JPH0867600A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012073671A1 (ja) * | 2010-11-29 | 2012-06-07 | 住友金属鉱山株式会社 | 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 |
| US9322111B2 (en) | 2010-11-29 | 2016-04-26 | Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. | Bismuth-substituted rare-earth iron garnet crystal film and optical isolator |
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