JPH11268992A - ビスマス置換型ガーネット厚膜材料及びその製造方法 - Google Patents
ビスマス置換型ガーネット厚膜材料及びその製造方法Info
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- JPH11268992A JPH11268992A JP9258398A JP9258398A JPH11268992A JP H11268992 A JPH11268992 A JP H11268992A JP 9258398 A JP9258398 A JP 9258398A JP 9258398 A JP9258398 A JP 9258398A JP H11268992 A JPH11268992 A JP H11268992A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 基板にＳＧＧＧを用いることなく、１.５５
μｍ帯において優れた磁気光学特性を有するファラデー
回転素子としてのガーネット厚膜材料とその製造方法を
提供すること。 【解決手段】 液相エピタキシャル成長法により、ＮＧ
Ｇを基板とし、Ｂ2Ｏ3を０〜４.０ｗｔ％含有し、Ｔ
ｂ，Ｈｏ，Ｂｉ，Ｆｅ，Ａｌを主成分とする単結晶厚膜
からなるビスマス置換型ガーネット厚膜材料である。酸
素濃度が５％以上の雰囲気中で、９５０〜１１３０℃の
温度範囲で保持する熱処理を行うと効果がある。
μｍ帯において優れた磁気光学特性を有するファラデー
回転素子としてのガーネット厚膜材料とその製造方法を
提供すること。 【解決手段】 液相エピタキシャル成長法により、ＮＧ
Ｇを基板とし、Ｂ2Ｏ3を０〜４.０ｗｔ％含有し、Ｔ
ｂ，Ｈｏ，Ｂｉ，Ｆｅ，Ａｌを主成分とする単結晶厚膜
からなるビスマス置換型ガーネット厚膜材料である。酸
素濃度が５％以上の雰囲気中で、９５０〜１１３０℃の
温度範囲で保持する熱処理を行うと効果がある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ファラデー効果を
有する光学用ガーネット材料の中で、ビスマス置換型ガ
ーネット厚膜材料とその製造方法に関し、特に、液相エ
ピタキシャルによって育成した（Ｔｂ，Ｈｏ，Ｂｉ）3
（Ｆｅ，Ａｌ）5Ｏ12系ガーネット厚膜材料およびその
製造方法に関する。
有する光学用ガーネット材料の中で、ビスマス置換型ガ
ーネット厚膜材料とその製造方法に関し、特に、液相エ
ピタキシャルによって育成した（Ｔｂ，Ｈｏ，Ｂｉ）3
（Ｆｅ，Ａｌ）5Ｏ12系ガーネット厚膜材料およびその
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、光通信においては、ファラデー回
転を応用したデバイスが開発、実用化されている。半導
体レーザを使用した光通信では、光ファイバケーブルや
コネクタなどからの反射光が半導体レーザに戻ると、発
振が不安定となったり、ノイズの原因となる。それゆ
え、半導体レーザへの戻り光を遮断し、安定した発振状
態を確保するために、光アイソレータが使用されてい
る。
転を応用したデバイスが開発、実用化されている。半導
体レーザを使用した光通信では、光ファイバケーブルや
コネクタなどからの反射光が半導体レーザに戻ると、発
振が不安定となったり、ノイズの原因となる。それゆ
え、半導体レーザへの戻り光を遮断し、安定した発振状
態を確保するために、光アイソレータが使用されてい
る。
【０００３】大きなファラデー回転角を有するビスマス
置換型希土類鉄ガーネット（以下、Ｂｉ系ガーネットと
いう）は、液相エピタキシャル法（以下、ＬＰＥ法とい
う）、フラックス法等で育成され、近赤外線領域のアイ
ソレータに使用されている。とくに，ＬＰＥ法は生産性
に優れているため、現在、実用に供されているガーネッ
ト厚膜材料は、ほとんどこの方法で生産されている。
置換型希土類鉄ガーネット（以下、Ｂｉ系ガーネットと
いう）は、液相エピタキシャル法（以下、ＬＰＥ法とい
う）、フラックス法等で育成され、近赤外線領域のアイ
ソレータに使用されている。とくに，ＬＰＥ法は生産性
に優れているため、現在、実用に供されているガーネッ
ト厚膜材料は、ほとんどこの方法で生産されている。
【０００４】ＬＰＥ法で製造され、ファラデー素子等と
して利用されているＢｉ系ガーネットには、主に、Ｇｄ
Ｂｉ系とＴｂＢｉ系のガーネットがある。ＧｄＢｉ系ガ
ーネット単結晶厚膜は、格子定数が比較的大きく、育成
される基板にはＮＧＧ［化学式Ｎｄ3Ｇａ5Ｏ12］（格子
定数１２.５０９オングストローム）が使われる。Ｇｄ
Ｂｉ系ガーネットは、飽和磁界強度が小さいことが特徴
である。
して利用されているＢｉ系ガーネットには、主に、Ｇｄ
Ｂｉ系とＴｂＢｉ系のガーネットがある。ＧｄＢｉ系ガ
ーネット単結晶厚膜は、格子定数が比較的大きく、育成
される基板にはＮＧＧ［化学式Ｎｄ3Ｇａ5Ｏ12］（格子
定数１２.５０９オングストローム）が使われる。Ｇｄ
Ｂｉ系ガーネットは、飽和磁界強度が小さいことが特徴
である。
【０００５】これに対して、ＴｂＢｉ系ガーネットは、
格子定数が小さく、ＳＧＧＧ［化学式（ＧｄＣａ）
3（ＧａＭｇＺｒ）5Ｏ12］基板（格子定数１２.４９６
オングストローム）に育成される。ＴｂＢｉ系ガーネッ
トは、飽和磁界強度が大きいことが、使用上、不利な点
として捉えられている。また、基板結晶のＳＧＧＧは、
構成元素の種類が多いこともあり、結晶欠陥が多く、格
子定数のばらつきが本質的に大きく、この上に育成され
るＴｂＢｉ系ガーネットにも結晶欠陥や歪みが発生しや
すく、均質化も劣る傾向がある。
格子定数が小さく、ＳＧＧＧ［化学式（ＧｄＣａ）
3（ＧａＭｇＺｒ）5Ｏ12］基板（格子定数１２.４９６
オングストローム）に育成される。ＴｂＢｉ系ガーネッ
トは、飽和磁界強度が大きいことが、使用上、不利な点
として捉えられている。また、基板結晶のＳＧＧＧは、
構成元素の種類が多いこともあり、結晶欠陥が多く、格
子定数のばらつきが本質的に大きく、この上に育成され
るＴｂＢｉ系ガーネットにも結晶欠陥や歪みが発生しや
すく、均質化も劣る傾向がある。
【０００６】しかし、優れた温度特性を有することが、
ＴｂＢｉ系ガーネットの特徴であり、需要を押し上げて
いる原因でもある。
ＴｂＢｉ系ガーネットの特徴であり、需要を押し上げて
いる原因でもある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ＴｂＢｉ系ガーネット
は、ＳＧＧＧ基板上に育成されると、化学式がＴｂ2.2
Ｂｉ0.2Ｆｅ5Ｏ12で表される組成、あるいはその近傍の
組成となる。このＴｂＢｉ系ガーネット厚膜材料の磁気
光学的特性は、ファラデー回転能が約７５０ｄｅｇ／ｃ
ｍ、室温付近の温度におけるファラデー回転角（θf）
の温度係数（θf/T）が約０.０４ｄｅｇ／℃、挿入損失
が０.１〜０.３ｄＢ、さらに、飽和磁界Ｈsは約８００
Ｏｅである。
は、ＳＧＧＧ基板上に育成されると、化学式がＴｂ2.2
Ｂｉ0.2Ｆｅ5Ｏ12で表される組成、あるいはその近傍の
組成となる。このＴｂＢｉ系ガーネット厚膜材料の磁気
光学的特性は、ファラデー回転能が約７５０ｄｅｇ／ｃ
ｍ、室温付近の温度におけるファラデー回転角（θf）
の温度係数（θf/T）が約０.０４ｄｅｇ／℃、挿入損失
が０.１〜０.３ｄＢ、さらに、飽和磁界Ｈsは約８００
Ｏｅである。
【０００８】厚さ５００μｍ以上のＴｂＢｉ系ガーネッ
ト厚膜の製造は、割れや結晶欠陥の発生のために、困難
を伴う。
ト厚膜の製造は、割れや結晶欠陥の発生のために、困難
を伴う。
【０００９】従来、ＴｂＢｉ系ガーネットの厚膜化にお
けるこれらの困難を軽減するために、ファラデー回転能
を高め、必要に膜厚を減らす方式が採られてきた。ＳＧ
ＧＧ基板を用い、Ｔｂの一部をＨｏあるいはＹｂで置換
し、その結果としてＢｉの組成を増加させるものであ
る。イオン半径が大きいＢｉの含有を高めるために、Ｔ
ｂをイオン半径が小さいＨｏあるいはＹｂで多く置換す
ることが必要となる。
けるこれらの困難を軽減するために、ファラデー回転能
を高め、必要に膜厚を減らす方式が採られてきた。ＳＧ
ＧＧ基板を用い、Ｔｂの一部をＨｏあるいはＹｂで置換
し、その結果としてＢｉの組成を増加させるものであ
る。イオン半径が大きいＢｉの含有を高めるために、Ｔ
ｂをイオン半径が小さいＨｏあるいはＹｂで多く置換す
ることが必要となる。
【００１０】しかし、ＨｏＢｉ系ガーネット材料やＹｂ
Ｂｉ系ガーネット材料は、約１２００Ｏｅと高い飽和磁
界を示すほか、温度特性がＴｂＢｉ系ガーネットよりも
低下する傾向が明らかとなっている。
Ｂｉ系ガーネット材料は、約１２００Ｏｅと高い飽和磁
界を示すほか、温度特性がＴｂＢｉ系ガーネットよりも
低下する傾向が明らかとなっている。
【００１１】従って、本発明は、基板にＳＧＧＧを用い
ることなく、１.５５μｍ帯において優れた磁気光学特
性を有するファラデー回転素子としてのガーネット厚膜
材料とその製造方法を提供することを目的とする。
ることなく、１.５５μｍ帯において優れた磁気光学特
性を有するファラデー回転素子としてのガーネット厚膜
材料とその製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】本発明では、これにもとづいて、具体的に
次のとおり、ガーネット厚膜材料に対する特性を設定し
た。 （１）波長１.５５μｍにおけるファラデー回転能が、
８００ｄｅｇ／ｃｍ以上であること。 （２）θfが４５度となる厚さにおける挿入損失が、０.
２ｄＢ以下であること。 （３）θf/Tが、０.０７ｄｅｇ／℃以下であること。 （４）飽和磁界強度が１０００Ｏｅ以下であること。
次のとおり、ガーネット厚膜材料に対する特性を設定し
た。 （１）波長１.５５μｍにおけるファラデー回転能が、
８００ｄｅｇ／ｃｍ以上であること。 （２）θfが４５度となる厚さにおける挿入損失が、０.
２ｄＢ以下であること。 （３）θf/Tが、０.０７ｄｅｇ／℃以下であること。 （４）飽和磁界強度が１０００Ｏｅ以下であること。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、ガーネット基
板上に、液相エピタキシャル成長法により育成した、Ｔ
ｂ，Ｈｏ，Ｂｉ，Ｆｅ，Ａｌを主成分とする単結晶厚膜
からなるビスマス置換型ガーネット厚膜材料において、
Ｂ2Ｏ3が０〜４.０ｗｔ％（ただし、０を含まず）含有
されたビスマス置換型ガーネット厚膜材料である。
板上に、液相エピタキシャル成長法により育成した、Ｔ
ｂ，Ｈｏ，Ｂｉ，Ｆｅ，Ａｌを主成分とする単結晶厚膜
からなるビスマス置換型ガーネット厚膜材料において、
Ｂ2Ｏ3が０〜４.０ｗｔ％（ただし、０を含まず）含有
されたビスマス置換型ガーネット厚膜材料である。
【００１４】上記Ｂ2Ｏ3の範囲の設定は、次の理由によ
る。Ｂ2Ｏ3が微量含まれても、挿入損失の低減に有効で
あることが認められ、４.０ｗｔ％を超えると、結晶格
子の歪みにより挿入損失が増えるからである。
る。Ｂ2Ｏ3が微量含まれても、挿入損失の低減に有効で
あることが認められ、４.０ｗｔ％を超えると、結晶格
子の歪みにより挿入損失が増えるからである。
【００１５】また、本発明は、前記単結晶厚膜を、ＮＧ
Ｇ基板上に育成するビスマス置換型ガーネット厚膜材料
の製造方法である。
Ｇ基板上に育成するビスマス置換型ガーネット厚膜材料
の製造方法である。
【００１６】ＴｂＨｏＢｉ系ガーネットを、従来のＳＧ
ＧＧ基板からＮＧＧ基板にした理由は、ＮＧＧ基板を使
うことによって、Ｂｉを多く含む組成が得られ、Ｈｏに
よる置換を低く保ち、高い飽和磁界強度をさけるためで
ある。
ＧＧ基板からＮＧＧ基板にした理由は、ＮＧＧ基板を使
うことによって、Ｂｉを多く含む組成が得られ、Ｈｏに
よる置換を低く保ち、高い飽和磁界強度をさけるためで
ある。
【００１７】また、本発明は、前記単結晶厚膜を、酸素
濃度が５％以上の雰囲気中で、９５０〜１１３０℃の温
度範囲で保持する熱処理を行うビスマス置換型ガーネッ
ト厚膜材料の製造方法である。
濃度が５％以上の雰囲気中で、９５０〜１１３０℃の温
度範囲で保持する熱処理を行うビスマス置換型ガーネッ
ト厚膜材料の製造方法である。
【００１８】この温度範囲の設定は、以下の理由によ
る。９５０℃よりも低い温度で保持する熱処理を行って
も、結晶の均質化が不十分で、挿入損失は、ほとんど低
減しないこと、および、１１３０℃を超える温度では、
ガーネット厚膜材料の分解が生じて、挿入損失が著しく
増大するからである。
る。９５０℃よりも低い温度で保持する熱処理を行って
も、結晶の均質化が不十分で、挿入損失は、ほとんど低
減しないこと、および、１１３０℃を超える温度では、
ガーネット厚膜材料の分解が生じて、挿入損失が著しく
増大するからである。
【００１９】また、酸素濃度の設定は、以下の理由によ
る。酸素濃度が５％よりも低い雰囲気中での熱処理で
は、酸素欠乏のために、ガーネット構成元素のイオンバ
ランスの修正が不十分となり、挿入損失が増大するから
である。
る。酸素濃度が５％よりも低い雰囲気中での熱処理で
は、酸素欠乏のために、ガーネット構成元素のイオンバ
ランスの修正が不十分となり、挿入損失が増大するから
である。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて、図面を参照して説明する。
いて、図面を参照して説明する。
【００２１】ビスマス置換型ガーネット厚膜材料は、以
下に述べるように、ＬＰＥ法によって育成される。ま
ず、白金るつぼの中で、フラックス成分としてのＰｂ
Ｏ，Ｂｉ2Ｏ3，Ｂ2Ｏ3等、ガーネット成分としてＴｂ2
Ｏ3，Ｈｏ2Ｏ3，Ｆｅ2Ｏ3，Ａｌ2Ｏ3等を、約９００〜
１１００℃の温度で溶解して溶液を作製した後、降温
し、過冷却状態（過飽和溶液状態）とする。その溶液に
ガーネット基板を浸漬し、一定時間回転することによ
り、ビスマス置換型ガーネット厚膜材料を育成する。
下に述べるように、ＬＰＥ法によって育成される。ま
ず、白金るつぼの中で、フラックス成分としてのＰｂ
Ｏ，Ｂｉ2Ｏ3，Ｂ2Ｏ3等、ガーネット成分としてＴｂ2
Ｏ3，Ｈｏ2Ｏ3，Ｆｅ2Ｏ3，Ａｌ2Ｏ3等を、約９００〜
１１００℃の温度で溶解して溶液を作製した後、降温
し、過冷却状態（過飽和溶液状態）とする。その溶液に
ガーネット基板を浸漬し、一定時間回転することによ
り、ビスマス置換型ガーネット厚膜材料を育成する。
【００２２】育成されるガーネットの組成や結晶性は、
溶液の温度や流動状態に依存して変化し、その結果、材
料特性の変化や結晶欠陥、割れの発生としてあらわれ
る。ＬＰＥ法は、基板結晶の格子定数にならって新たな
結晶が育成され、このとき原子の構成比が決定される。
このため、過飽和成分の濃度管理がきわめて重要であ
る。ＬＰＥ法によるガーネット結晶育成における制御要
因は、溶液の組成、温度、基板と育成されるガーネット
結晶との格子定数の差、基板の回転数などである。これ
らの制御要因は、互いに密接な関連があるため、個々に
独立に調整することは不可能に近い。
溶液の温度や流動状態に依存して変化し、その結果、材
料特性の変化や結晶欠陥、割れの発生としてあらわれ
る。ＬＰＥ法は、基板結晶の格子定数にならって新たな
結晶が育成され、このとき原子の構成比が決定される。
このため、過飽和成分の濃度管理がきわめて重要であ
る。ＬＰＥ法によるガーネット結晶育成における制御要
因は、溶液の組成、温度、基板と育成されるガーネット
結晶との格子定数の差、基板の回転数などである。これ
らの制御要因は、互いに密接な関連があるため、個々に
独立に調整することは不可能に近い。
【００２３】これまで、ＬＰＥ法によるＴｂＢｉ系ガー
ネット単結晶厚膜について記述したものとして、日本応
用磁気学会誌１１巻、第２号、１９８７年、１５７頁
や、特開昭６０−２０８７３０、特開平２−１３１２１
６等が挙げられるが、これらは、前述した問題を示唆し
ていない。
ネット単結晶厚膜について記述したものとして、日本応
用磁気学会誌１１巻、第２号、１９８７年、１５７頁
や、特開昭６０−２０８７３０、特開平２−１３１２１
６等が挙げられるが、これらは、前述した問題を示唆し
ていない。
【００２４】
【実施例】以下、実施例をもとにして、さらに本発明を
説明する。
説明する。
【００２５】（実施例１）高純度の酸化テルビウム（Ｔ
ｂ2Ｏ3）、酸化ホルミウム（Ｈｏ2Ｏ3）、酸化第二鉄
（Ｆｅ2Ｏ3）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化ビ
スマス（Ｂｉ2Ｏ3）、酸化鉛（ＰｂＯ）および酸化ホウ
素（Ｂ2Ｏ3）の粉末を使用した。これらの粉末を使っ
て、ＰｂＯ−Ｂｉ2Ｏ3-Ｂ2Ｏ3系をフラックスとするＬ
ＰＥ法によって、ＮＧＧ基板上に、主成分がＴｂ1.5Ｈ
ｏ0.2Ｂｉ1.3Ｆｅ4.8Ａｌ0.2Ｏ12、Ｔｂ1 .6Ｈｏ0.1Ｂｉ
1.3Ｆｅ4.6Ａｌ0.4Ｏ12、および、Ｔｂ1.6Ｈｏ0.3Ｂｉ
1.1Ｆｅ4.9Ａｌ0.1Ｏ12なる組成で、Ｂ2Ｏ3を０、１.
０、２.０、２.０、４.０、５.０ｗｔ％含有するＴｂＨ
ｏＢｉ系ガーネット結晶厚膜を、厚さ約６００μｍ育成
した。
ｂ2Ｏ3）、酸化ホルミウム（Ｈｏ2Ｏ3）、酸化第二鉄
（Ｆｅ2Ｏ3）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化ビ
スマス（Ｂｉ2Ｏ3）、酸化鉛（ＰｂＯ）および酸化ホウ
素（Ｂ2Ｏ3）の粉末を使用した。これらの粉末を使っ
て、ＰｂＯ−Ｂｉ2Ｏ3-Ｂ2Ｏ3系をフラックスとするＬ
ＰＥ法によって、ＮＧＧ基板上に、主成分がＴｂ1.5Ｈ
ｏ0.2Ｂｉ1.3Ｆｅ4.8Ａｌ0.2Ｏ12、Ｔｂ1 .6Ｈｏ0.1Ｂｉ
1.3Ｆｅ4.6Ａｌ0.4Ｏ12、および、Ｔｂ1.6Ｈｏ0.3Ｂｉ
1.1Ｆｅ4.9Ａｌ0.1Ｏ12なる組成で、Ｂ2Ｏ3を０、１.
０、２.０、２.０、４.０、５.０ｗｔ％含有するＴｂＨ
ｏＢｉ系ガーネット結晶厚膜を、厚さ約６００μｍ育成
した。
【００２６】次に、これらのガーネット単結晶厚膜から
基板を除去し、両面を鏡面研磨し、波長１.５５μｍで
ファラデー回転角が４５度となるように厚さを調整し、
両面にＳｉＯ2反射防止膜をつけた。
基板を除去し、両面を鏡面研磨し、波長１.５５μｍで
ファラデー回転角が４５度となるように厚さを調整し、
両面にＳｉＯ2反射防止膜をつけた。
【００２７】１０００Ｏｅまでの磁界を印加し、波長
１.５５μｍの光に対する挿入損失、ファラデー回転
能、ファラデー回転角の温度係数（θf/T）、および、
飽和磁界Ｈsを求めた。その結果、飽和磁界Ｈsは約５０
０〜９００Ｏｅ、ファラデー回転能は約１０００〜１２
００ｄｅｇ／ｃｍ、ファラデー回転角の温度係数は約
０.０５〜０.０６ｄｅｇ／℃であった。
１.５５μｍの光に対する挿入損失、ファラデー回転
能、ファラデー回転角の温度係数（θf/T）、および、
飽和磁界Ｈsを求めた。その結果、飽和磁界Ｈsは約５０
０〜９００Ｏｅ、ファラデー回転能は約１０００〜１２
００ｄｅｇ／ｃｍ、ファラデー回転角の温度係数は約
０.０５〜０.０６ｄｅｇ／℃であった。
【００２８】図１は、挿入損失に対する、Ｂ2Ｏ3の含有
濃度依存性を示す図である。図１によれば、挿入損失
は、Ｂ2Ｏ3の存在により低下し、約４％を超えると、著
しく増加することが示された。Ｂ2Ｏ3の含有が０〜４.
０ｗｔ％の範囲で有用であることがわかる。望ましく
は、Ｂ2Ｏ3を０.７〜３.６ｗｔ％の範囲とするのが有用
で、挿入損失を０.１ｄＢ以下にすることができる。
濃度依存性を示す図である。図１によれば、挿入損失
は、Ｂ2Ｏ3の存在により低下し、約４％を超えると、著
しく増加することが示された。Ｂ2Ｏ3の含有が０〜４.
０ｗｔ％の範囲で有用であることがわかる。望ましく
は、Ｂ2Ｏ3を０.７〜３.６ｗｔ％の範囲とするのが有用
で、挿入損失を０.１ｄＢ以下にすることができる。
【００２９】（実施例２）実施例１と同様にして、ＮＧ
Ｇ基板上に、Ｂ2Ｏ3を約１.０ｗｔ％含有し、主成分が
Ｔｂ1.7Ｈｏ0.02Ｂｉ1.0Ｆｅ4.7Ａｌ0.3Ｏ12なる組成の
ガーネット単結晶厚膜を、厚さ約６００μｍ育成した。
Ｇ基板上に、Ｂ2Ｏ3を約１.０ｗｔ％含有し、主成分が
Ｔｂ1.7Ｈｏ0.02Ｂｉ1.0Ｆｅ4.7Ａｌ0.3Ｏ12なる組成の
ガーネット単結晶厚膜を、厚さ約６００μｍ育成した。
【００３０】次に、このガーネット単結晶厚膜から基板
を除去し、このガーネット単結晶厚膜を分割し、９５０
℃，１０００℃，１０５０℃，１１００℃，１１３０
℃，および１１５０℃の温度で２０時間保持する熱処理
に、それぞれ振り向けて、いずれも酸素濃度が約５０％
の雰囲気中で、熱処理を行った。
を除去し、このガーネット単結晶厚膜を分割し、９５０
℃，１０００℃，１０５０℃，１１００℃，１１３０
℃，および１１５０℃の温度で２０時間保持する熱処理
に、それぞれ振り向けて、いずれも酸素濃度が約５０％
の雰囲気中で、熱処理を行った。
【００３１】その後、各試料について、両面を鏡面研磨
し、波長１.５５μｍでファラデー回転角が４５度とな
るように厚さを調整し、両面にＳｉＯ2反射防止膜をつ
けた。そして、実施例１と同様に、各特性を測定した。
し、波長１.５５μｍでファラデー回転角が４５度とな
るように厚さを調整し、両面にＳｉＯ2反射防止膜をつ
けた。そして、実施例１と同様に、各特性を測定した。
【００３２】その結果、飽和磁界強度Ｈsは約８００Ｏ
ｅ、ファラデー回転能は約９００ｄｅｇ／ｃｍ、ファラ
デー回転角の温度係数は約０.０６ｄｅｇ／℃であっ
た。
ｅ、ファラデー回転能は約９００ｄｅｇ／ｃｍ、ファラ
デー回転角の温度係数は約０.０６ｄｅｇ／℃であっ
た。
【００３３】図２は、挿入損失と熱処理温度との関係を
示す図である。図２によれば、熱処理によって、挿入損
失は、熱処理前（非処理）よりも減少するが、熱処理温
度が１１３０℃を超えると、著しく増加することが示さ
れた。９５０〜１１３０℃の温度範囲では、熱処理によ
る挿入損失の低減の効果があることがわかる。
示す図である。図２によれば、熱処理によって、挿入損
失は、熱処理前（非処理）よりも減少するが、熱処理温
度が１１３０℃を超えると、著しく増加することが示さ
れた。９５０〜１１３０℃の温度範囲では、熱処理によ
る挿入損失の低減の効果があることがわかる。
【００３４】（実施例３）実施例１と同様にして、ＮＧ
Ｇ基板上に、Ｂ2Ｏ3を約１.０ｗｔ％含有し、主成分が
Ｔｂ1.2Ｈｏ0.04Ｂｉ1.4Ｆｅ4.5Ａｌ0.5Ｏ12なる組成の
ガーネット単結晶厚膜を、厚さ約６００μｍ育成した。
Ｇ基板上に、Ｂ2Ｏ3を約１.０ｗｔ％含有し、主成分が
Ｔｂ1.2Ｈｏ0.04Ｂｉ1.4Ｆｅ4.5Ａｌ0.5Ｏ12なる組成の
ガーネット単結晶厚膜を、厚さ約６００μｍ育成した。
【００３５】次に、このガーネット単結晶厚膜から基板
を除去し、このガーネット単結晶厚膜を分割し、酸素濃
度が０，５，１０，２０，４０，６０，８０，１００％
の雰囲気中で、１０時間保持する熱処理に、それぞれ振
り向けて、いずれも１０５０℃の温度で、熱処理を行っ
た。
を除去し、このガーネット単結晶厚膜を分割し、酸素濃
度が０，５，１０，２０，４０，６０，８０，１００％
の雰囲気中で、１０時間保持する熱処理に、それぞれ振
り向けて、いずれも１０５０℃の温度で、熱処理を行っ
た。
【００３６】その後、各試料について、両面を鏡面研磨
し、波長１.５５μｍでファラデー回転角が４５度とな
るように厚さを調整し、両面にＳｉＯ2反射防止膜をつ
けた。そして、実施例１と同様に、各特性を測定した。
し、波長１.５５μｍでファラデー回転角が４５度とな
るように厚さを調整し、両面にＳｉＯ2反射防止膜をつ
けた。そして、実施例１と同様に、各特性を測定した。
【００３７】その結果、飽和磁界強度Ｈsは約９００Ｏ
ｅ、ファラデー回転能は約１３００ｄｅｇ／ｃｍ、ファ
ラデー回転角の温度係数は約０.０６ｄｅｇ／℃であっ
た。
ｅ、ファラデー回転能は約１３００ｄｅｇ／ｃｍ、ファ
ラデー回転角の温度係数は約０.０６ｄｅｇ／℃であっ
た。
【００３８】図３は、挿入損失と熱処理時の酸素濃度と
の関係を示す図である。図３によれば、酸素濃度が５％
以上では、熱処理によって、挿入損失が、熱処理前（非
処理）よりも減少することがわかる。これらの結果か
ら、酸素濃度５％以上の雰囲気中での熱処理が有用であ
るといえる。
の関係を示す図である。図３によれば、酸素濃度が５％
以上では、熱処理によって、挿入損失が、熱処理前（非
処理）よりも減少することがわかる。これらの結果か
ら、酸素濃度５％以上の雰囲気中での熱処理が有用であ
るといえる。
【００３９】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、基板として、従来のＳＧＧＧに替わってＮＧＧを用
い、１.５５μｍ帯において優れた磁気光学特性を有す
るファラデー回転素子としてのＴｂＢｉ系のガーネット
厚膜材料とその製造方法が得られる。
ば、基板として、従来のＳＧＧＧに替わってＮＧＧを用
い、１.５５μｍ帯において優れた磁気光学特性を有す
るファラデー回転素子としてのＴｂＢｉ系のガーネット
厚膜材料とその製造方法が得られる。
【図１】挿入損失に対する、Ｂ2Ｏ3の含有濃度依存性を
示す図。
示す図。
【図２】挿入損失と熱処理温度との関係を示す図。
【図３】挿入損失と熱処理時の酸素濃度との関係を示す
図。
図。
Claims (4)
- 【請求項１】 ガーネット基板上に、液相エピタキシャ
ル成長法により育成した、Ｔｂ，Ｈｏ，Ｂｉ，Ｆｅ，Ａ
ｌを主成分とする単結晶厚膜からなるビスマス置換型ガ
ーネット厚膜材料において、Ｂ2Ｏ3が０〜４.０ｗｔ％
（ただし０を含まず）含有されたことを特徴とするビス
マス置換型ガーネット厚膜材料。 - 【請求項２】 前記単結晶厚膜を、ＮＧＧ基板上に育成
することを特徴とする請求項１記載のビスマス置換型ガ
ーネット厚膜材料の製造方法。 - 【請求項３】 前記単結晶厚膜を、９５０〜１１３０℃
の温度範囲で保持する熱処理を行うことを特徴とする請
求項１記載のビスマス置換型ガーネット厚膜材料の製造
方法。 - 【請求項４】 前記単結晶厚膜を、酸素濃度が５％以上
の雰囲気中で保持する熱処理を行うことを特徴とする請
求項３記載のビスマス置換型ガーネット厚膜材料の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9258398A JPH11268992A (ja) | 1998-03-19 | 1998-03-19 | ビスマス置換型ガーネット厚膜材料及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9258398A JPH11268992A (ja) | 1998-03-19 | 1998-03-19 | ビスマス置換型ガーネット厚膜材料及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11268992A true JPH11268992A (ja) | 1999-10-05 |
Family
ID=14058467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9258398A Withdrawn JPH11268992A (ja) | 1998-03-19 | 1998-03-19 | ビスマス置換型ガーネット厚膜材料及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11268992A (ja) |
-
1998
- 1998-03-19 JP JP9258398A patent/JPH11268992A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040910 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20050711 |