JPH11322496A - 白金坩堝及びビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の製造法 - Google Patents
白金坩堝及びビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の製造法Info
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- JPH11322496A JPH11322496A JP12751798A JP12751798A JPH11322496A JP H11322496 A JPH11322496 A JP H11322496A JP 12751798 A JP12751798 A JP 12751798A JP 12751798 A JP12751798 A JP 12751798A JP H11322496 A JPH11322496 A JP H11322496A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 腐食防止した白金坩堝および該坩堝によるビ
スマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の製造法を提供
する。 【構成】 白金坩堝の融液表面近傍を保護する腐食防止
帯を設置する。 【効果】 腐食防止帯のみが腐食され、白金坩堝は腐食
されないので白金坩堝の長期使用が可能となった。取替
えは坩堝に比較して大幅に軽い腐食防止帯のみですむの
で、ビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の製造コ
スト削減が可能となった。
スマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の製造法を提供
する。 【構成】 白金坩堝の融液表面近傍を保護する腐食防止
帯を設置する。 【効果】 腐食防止帯のみが腐食され、白金坩堝は腐食
されないので白金坩堝の長期使用が可能となった。取替
えは坩堝に比較して大幅に軽い腐食防止帯のみですむの
で、ビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の製造コ
スト削減が可能となった。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光アイソレータ用のフ
ァラデー回転子に用いられるビスマス置換希土類鉄ガー
ネット単結晶膜製造用の白金坩堝およびそれを用いたビ
スマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の製造法であ
り、白金坩堝を繰り返し長期に使用可能するものであ
る。
ァラデー回転子に用いられるビスマス置換希土類鉄ガー
ネット単結晶膜製造用の白金坩堝およびそれを用いたビ
スマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の製造法であ
り、白金坩堝を繰り返し長期に使用可能するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、光ファイバ通信や光計測の発展は
めざましいものがある。この光ファイバ通信や光計測で
は多くの場合、信号源として小型で、低電圧駆動が可能
な半導体レーザが使用される。しかし半導体レーザは、
光ファイバ端面などから反射し、再び半導体レーザ自身
に戻ってくる所謂反射戻り光があると、発振が不安定に
なるという重大な欠点がある。そのため、半導体レーザ
に、光アイソレータを設けて、反射戻り光を遮断し、半
導体レーザの発振を安定化させることが行われている。
めざましいものがある。この光ファイバ通信や光計測で
は多くの場合、信号源として小型で、低電圧駆動が可能
な半導体レーザが使用される。しかし半導体レーザは、
光ファイバ端面などから反射し、再び半導体レーザ自身
に戻ってくる所謂反射戻り光があると、発振が不安定に
なるという重大な欠点がある。そのため、半導体レーザ
に、光アイソレータを設けて、反射戻り光を遮断し、半
導体レーザの発振を安定化させることが行われている。
【０００３】光アイソレータは、偏光子、検光子、ファ
ラデー回転子およびファラデー回転子を磁気的に飽和さ
せるための永久磁石からなる。光アイソレータの反射戻
り光を遮断する機能は、ファラデー回転子のファラデー
効果を利用したものである。このファラデー回転子に
は、主に、液相エピタキシャル（以下「LPE 」と記す）
法で育成される厚さが数十μｍから 400μｍ程度のビス
マス置換希土類鉄ガーネット単結晶（以下「BIG 」と記
す）膜が用いられる。この BIGとしては、例えば(HoTbB
i)3Fe5O12 、(TbBi)3(FeGaAl)5O12 などがある。
ラデー回転子およびファラデー回転子を磁気的に飽和さ
せるための永久磁石からなる。光アイソレータの反射戻
り光を遮断する機能は、ファラデー回転子のファラデー
効果を利用したものである。このファラデー回転子に
は、主に、液相エピタキシャル（以下「LPE 」と記す）
法で育成される厚さが数十μｍから 400μｍ程度のビス
マス置換希土類鉄ガーネット単結晶（以下「BIG 」と記
す）膜が用いられる。この BIGとしては、例えば(HoTbB
i)3Fe5O12 、(TbBi)3(FeGaAl)5O12 などがある。
【０００４】LPE 法による BIGの育成は、通常、以下の
ように行われる。はじめに縦形の管状炉からなる LPE炉
の中央に、坩堝を備え付ける。そして、酸化第二鉄や希
土類酸化物からなる希土類鉄ガーネット成分の酸化物
と、酸化鉛、酸化ホウ素、および酸化ビスマスからなる
フラックス成分を坩堝に仕込み、1,000 ℃程度の高温
で、希土類鉄ガーネット成分をフラックスに溶解させ、
BIG育成用の融液とする。その後、融液温度を降下さ
せ、 BIG成分が、フラックスに対して、過飽和となる状
態に保つ。しかるのちに、基板ホルダーに固定した、非
磁性ガーネット基板を融液表面と接触させ、基板を回転
させながら、基板上に BIGをエピタキシャル成長させ
る。
ように行われる。はじめに縦形の管状炉からなる LPE炉
の中央に、坩堝を備え付ける。そして、酸化第二鉄や希
土類酸化物からなる希土類鉄ガーネット成分の酸化物
と、酸化鉛、酸化ホウ素、および酸化ビスマスからなる
フラックス成分を坩堝に仕込み、1,000 ℃程度の高温
で、希土類鉄ガーネット成分をフラックスに溶解させ、
BIG育成用の融液とする。その後、融液温度を降下さ
せ、 BIG成分が、フラックスに対して、過飽和となる状
態に保つ。しかるのちに、基板ホルダーに固定した、非
磁性ガーネット基板を融液表面と接触させ、基板を回転
させながら、基板上に BIGをエピタキシャル成長させ
る。
【０００５】所定の厚さに BIGを育成した後、BIG を育
成した基板 (以下「BIG 育成基板」と記す) を融液表面
から数センチ引き上げ、表面に付着した融液を振り落と
すために、 BIG育成基板を高速で回転させる。融液を十
分振り落とした後に、 BIG育成基板を徐冷し、ファラデ
ー回転子として使用する BIGを得る。引き続き同じ融液
を用いて BIGを育成する場合は、融液の温度を飽和温度
以上に上昇させてから、 BIGを構成する各成分を、BIG
育成で消費された量に見合うだけ融液に補充し攪拌す
る。そして融液温度を降下させ、同様の操作で再び BIG
育成を行う。
成した基板 (以下「BIG 育成基板」と記す) を融液表面
から数センチ引き上げ、表面に付着した融液を振り落と
すために、 BIG育成基板を高速で回転させる。融液を十
分振り落とした後に、 BIG育成基板を徐冷し、ファラデ
ー回転子として使用する BIGを得る。引き続き同じ融液
を用いて BIGを育成する場合は、融液の温度を飽和温度
以上に上昇させてから、 BIGを構成する各成分を、BIG
育成で消費された量に見合うだけ融液に補充し攪拌す
る。そして融液温度を降下させ、同様の操作で再び BIG
育成を行う。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】結晶育成の際、融液を
溶解し、保持する坩堝は、融液および高温下での酸化性
環境に対する腐食耐久性のある白金あるいは強化白金と
呼ばれるジルコニア酸化物を微量分散させた白金が用い
られている。しかし、酸化鉛(PbO) と酸化ビスマス(Bi2
O3) を含む融液では、白金でさえも腐食が生じる。この
腐食は、融液表面近傍で特に顕著に発生する。そのた
め、同一の液面位置で、長時間にわたる結晶成長を行い
続けると、融液面の近傍で坩堝の内壁が腐食し、放置す
ると、坩堝に穴があくといった問題を生じる。
溶解し、保持する坩堝は、融液および高温下での酸化性
環境に対する腐食耐久性のある白金あるいは強化白金と
呼ばれるジルコニア酸化物を微量分散させた白金が用い
られている。しかし、酸化鉛(PbO) と酸化ビスマス(Bi2
O3) を含む融液では、白金でさえも腐食が生じる。この
腐食は、融液表面近傍で特に顕著に発生する。そのた
め、同一の液面位置で、長時間にわたる結晶成長を行い
続けると、融液面の近傍で坩堝の内壁が腐食し、放置す
ると、坩堝に穴があくといった問題を生じる。
【０００７】従来は短期間に坩堝に穴が空かないよう
に、坩堝の肉厚を厚くするとか、融液の交換頻度を高
め、仕込みの度に融液の容量を変えることで、坩堝の腐
食位置をずらす（特開平09-175898 号公報) という事が
行われていた。この方法によれば、使用期間（回数）が
大幅にのびるが、坩堝が腐食していくことには変わりな
く、腐食により坩堝が使用不可能な状態になる。そのた
め、坩堝全体から見れば、融液表面近傍という一部の腐
食のために（融液表面位置を変化させる場合にも、坩堝
全体から見れば一部であることにかわりはない）、坩堝
が使用不能となり、改鋳が必要となる。そのため、多大
な費用が発生するという問題があった。
に、坩堝の肉厚を厚くするとか、融液の交換頻度を高
め、仕込みの度に融液の容量を変えることで、坩堝の腐
食位置をずらす（特開平09-175898 号公報) という事が
行われていた。この方法によれば、使用期間（回数）が
大幅にのびるが、坩堝が腐食していくことには変わりな
く、腐食により坩堝が使用不可能な状態になる。そのた
め、坩堝全体から見れば、融液表面近傍という一部の腐
食のために（融液表面位置を変化させる場合にも、坩堝
全体から見れば一部であることにかわりはない）、坩堝
が使用不能となり、改鋳が必要となる。そのため、多大
な費用が発生するという問題があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、高価な坩
堝をより効率よく使用する方法を鋭意検討した。白金坩
堝は、融液表面部分の壁面を中心に腐食され、融液表面
より上側数mm、下側十数mmの範囲以外の壁面は殆ど腐食
されない。腐食には酸素が関与し (特開平09-175898 号
公報参照) 、さらに、融液の流れに大きく依存したもの
と推定される。ガーネット成分の完全均一溶解との観点
から、高温での攪拌を続けたところ、１日程度で融液表
面近傍の壁面に大幅な腐食が発生した。また、逆に、融
液を入れた白金坩堝を、同様の高温で無攪拌の状態で保
持した場合、腐食は殆ど進行せず、１か月以上保持した
後でも腐食は観察されなかった。
堝をより効率よく使用する方法を鋭意検討した。白金坩
堝は、融液表面部分の壁面を中心に腐食され、融液表面
より上側数mm、下側十数mmの範囲以外の壁面は殆ど腐食
されない。腐食には酸素が関与し (特開平09-175898 号
公報参照) 、さらに、融液の流れに大きく依存したもの
と推定される。ガーネット成分の完全均一溶解との観点
から、高温での攪拌を続けたところ、１日程度で融液表
面近傍の壁面に大幅な腐食が発生した。また、逆に、融
液を入れた白金坩堝を、同様の高温で無攪拌の状態で保
持した場合、腐食は殆ど進行せず、１か月以上保持した
後でも腐食は観察されなかった。
【０００９】このことから、腐食には酸素が関与してい
るが、攪拌や結晶成長時の基板の回転による強制的な融
液の流れがない場合、ほとんど腐食は起こらないと推定
される。そこで、白金坩堝本体の融液表面の壁面近傍
に、白金製の腐食防止帯を設置して、融液の流れが坩堝
本体に及ばないようにすると腐食が実質的に防止される
ことを確認し、さらに検討を加えて本発明を完成させ
た。
るが、攪拌や結晶成長時の基板の回転による強制的な融
液の流れがない場合、ほとんど腐食は起こらないと推定
される。そこで、白金坩堝本体の融液表面の壁面近傍
に、白金製の腐食防止帯を設置して、融液の流れが坩堝
本体に及ばないようにすると腐食が実質的に防止される
ことを確認し、さらに検討を加えて本発明を完成させ
た。
【００１０】すなわち、本発明は、白金坩堝の内側に該
白金坩堝と分離可能な白金製腐食防止帯を設けてなるビ
スマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜製造用の白金坩
堝である。また、本発明は、白金坩堝に、酸化第二鉄お
よび希土類酸化物からなる希土類鉄ガーネット成分の酸
化物と、酸化鉛、酸化ホウ素および酸化ビスマスからな
るフラックス成分とを仕込み、高温で希土類鉄ガーネッ
ト成分をフラックスに溶解させて融液とし、ビスマス置
換希土類鉄ガーネット単結晶膜の育成温度まで温度を下
げて、該融液表面に非磁性ガーネット基板を接触させ、
該非磁性ガーネット基板上にビスマス置換希土類鉄ガー
ネット単結晶膜を育成する液相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単結晶膜の製造法にお
いて、該白金坩堝として、白金坩堝の内側に該白金坩堝
と分離可能な白金製腐食防止帯を該融液表面部に設けた
ものを用いるビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜
の製造法である。
白金坩堝と分離可能な白金製腐食防止帯を設けてなるビ
スマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜製造用の白金坩
堝である。また、本発明は、白金坩堝に、酸化第二鉄お
よび希土類酸化物からなる希土類鉄ガーネット成分の酸
化物と、酸化鉛、酸化ホウ素および酸化ビスマスからな
るフラックス成分とを仕込み、高温で希土類鉄ガーネッ
ト成分をフラックスに溶解させて融液とし、ビスマス置
換希土類鉄ガーネット単結晶膜の育成温度まで温度を下
げて、該融液表面に非磁性ガーネット基板を接触させ、
該非磁性ガーネット基板上にビスマス置換希土類鉄ガー
ネット単結晶膜を育成する液相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単結晶膜の製造法にお
いて、該白金坩堝として、白金坩堝の内側に該白金坩堝
と分離可能な白金製腐食防止帯を該融液表面部に設けた
ものを用いるビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜
の製造法である。
【００１１】本発明において、該白金製腐食防止帯の外
径が、該白金坩堝の内径より 0.3〜20mm小さく、該白金
製腐食防止帯の幅が、25mm以上のものが好ましく、該白
金製腐食防止帯は、該融液表面より少なくとも上部 5mm
〜下部20mmの範囲に設けたものであることが好ましい。
径が、該白金坩堝の内径より 0.3〜20mm小さく、該白金
製腐食防止帯の幅が、25mm以上のものが好ましく、該白
金製腐食防止帯は、該融液表面より少なくとも上部 5mm
〜下部20mmの範囲に設けたものであることが好ましい。
【００１２】以下、本発明を説明する。図１に、腐食防
止帯を備え付けた坩堝の一例を示した。腐食防止帯の役
割は、上記したように、攪拌や結晶成長時の基板の回転
による融液の流れの影響が坩堝本体に及ばないようにす
ることにある。図１のような状態でビスマス置換希土類
鉄ガーネット単結晶膜の製造を繰り返したとき、腐食が
進行するのは専ら腐食防止帯の融液表面付近であり、坩
堝本体の腐食は実質的に起こらない。
止帯を備え付けた坩堝の一例を示した。腐食防止帯の役
割は、上記したように、攪拌や結晶成長時の基板の回転
による融液の流れの影響が坩堝本体に及ばないようにす
ることにある。図１のような状態でビスマス置換希土類
鉄ガーネット単結晶膜の製造を繰り返したとき、腐食が
進行するのは専ら腐食防止帯の融液表面付近であり、坩
堝本体の腐食は実質的に起こらない。
【００１３】そして、腐食防止帯の腐食が進行して、腐
食防止帯に穴が空く前に、腐食防止帯を取り替えること
により、坩堝本体はそのまま繰り返し使用可能となる。
該腐食防止帯の取替えは、通常、LPE 炉の稼動を止め、
融液温度を低下さて固化し、LPE 坩堝を取り出す。つい
で融液処理装置に坩堝を移し、温度を上げて融液を溶解
し、融液を廃棄する。この際同時に、坩堝腐食帯を取り
出す。坩堝本体は腐食が極めて少ないので、再度使用が
可能である。腐食防止帯は、坩堝の融液付近を保護する
大きさで所望の厚さがない場合には新しいものに交換
し、残っている場合には当該部分を所定位置として再使
用することができる。
食防止帯に穴が空く前に、腐食防止帯を取り替えること
により、坩堝本体はそのまま繰り返し使用可能となる。
該腐食防止帯の取替えは、通常、LPE 炉の稼動を止め、
融液温度を低下さて固化し、LPE 坩堝を取り出す。つい
で融液処理装置に坩堝を移し、温度を上げて融液を溶解
し、融液を廃棄する。この際同時に、坩堝腐食帯を取り
出す。坩堝本体は腐食が極めて少ないので、再度使用が
可能である。腐食防止帯は、坩堝の融液付近を保護する
大きさで所望の厚さがない場合には新しいものに交換
し、残っている場合には当該部分を所定位置として再使
用することができる。
【００１４】腐食防止帯の形状に制限はないが、坩堝と
相似な形状が好ましい。すなわち、坩堝は特別の理由が
ない限り、周囲形状は円筒形が好ましく、したがって、
腐食防止帯も円筒形が好ましい。また、腐食防止帯は、
攪拌やエピタキシャル成長時に融液表面 (液面) が上下
動することから、液面上部側 5mm以上の部分まで設ける
ことが好ましく、液面下部側も酸素を含んだ融液の流れ
が当然にあるものであり、液面下部側 25mm以上、好ま
しくは30mm以上の部分まで設けることが好ましい。
相似な形状が好ましい。すなわち、坩堝は特別の理由が
ない限り、周囲形状は円筒形が好ましく、したがって、
腐食防止帯も円筒形が好ましい。また、腐食防止帯は、
攪拌やエピタキシャル成長時に融液表面 (液面) が上下
動することから、液面上部側 5mm以上の部分まで設ける
ことが好ましく、液面下部側も酸素を含んだ融液の流れ
が当然にあるものであり、液面下部側 25mm以上、好ま
しくは30mm以上の部分まで設けることが好ましい。
【００１５】腐食防止帯の外径は、坩堝に取り外し自在
に装着可能であることが必須であり、坩堝の内径よりも
小さい外径であり、坩堝の内径よりも 0.3mm〜20mm、好
ましくは 0.5mm〜5mm 小さいことが好ましい。坩堝の内
径と腐食防止帯の外径との差が 0.3mm未満になると、両
者が密着し焼き付いたような状態となり、使用後分離で
きなくなる可能性があり、逆に、20mmを超えることはエ
ピタキシャル成長させる液面面積を必要以上に小さくす
ることとなる。
に装着可能であることが必須であり、坩堝の内径よりも
小さい外径であり、坩堝の内径よりも 0.3mm〜20mm、好
ましくは 0.5mm〜5mm 小さいことが好ましい。坩堝の内
径と腐食防止帯の外径との差が 0.3mm未満になると、両
者が密着し焼き付いたような状態となり、使用後分離で
きなくなる可能性があり、逆に、20mmを超えることはエ
ピタキシャル成長させる液面面積を必要以上に小さくす
ることとなる。
【００１６】坩堝の内壁の所望部分に、腐食防止帯が設
置される限り、腐食防止帯の設置方に特に制限はない。
具体的に例示すれば、(1).坩堝に段差を設けて、その段
差に腐食防止帯を乗せる方法（図2)、(2).白金のワイヤ
で宙吊りにする方法 (図3)、(3).長い腐食防止帯を用意
し、坩堝の底までつける方法など適宜選択できる。
置される限り、腐食防止帯の設置方に特に制限はない。
具体的に例示すれば、(1).坩堝に段差を設けて、その段
差に腐食防止帯を乗せる方法（図2)、(2).白金のワイヤ
で宙吊りにする方法 (図3)、(3).長い腐食防止帯を用意
し、坩堝の底までつける方法など適宜選択できる。
【００１７】本発明のビスマス置換希土類鉄ガーネット
単結晶 (以下「BIG 」と記す。) としては、その組成に
特に制限はないが、一般式： R3-xBix Fe5-zAz O
12〔但し、Ｒは Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb,
Dy, Ho, Er, Tm, YbおよびLu からなる群から選ばれる
少なくとも一種であり、ＡはGa, Sc, Alおよび Inから
なる群から選ばれる少なくとも一種であり、 0.5≦ｘ≦
2.0 、０≦ｚ≦1.5である。〕で示されるビスマス置換
希土類鉄ガーネット単結晶の中から適宜に選ぶのが好ま
しい。また、基板としては、公知の何れの基板も使用し
得るが、通常、既に、SGGG基板と称して市販されている
格子定数が1.2490nm〜1.2515nmの非磁性ガーネット〔(G
dCa)3(GaMgZr)5O12 〕の中から適宜選択する。
単結晶 (以下「BIG 」と記す。) としては、その組成に
特に制限はないが、一般式： R3-xBix Fe5-zAz O
12〔但し、Ｒは Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb,
Dy, Ho, Er, Tm, YbおよびLu からなる群から選ばれる
少なくとも一種であり、ＡはGa, Sc, Alおよび Inから
なる群から選ばれる少なくとも一種であり、 0.5≦ｘ≦
2.0 、０≦ｚ≦1.5である。〕で示されるビスマス置換
希土類鉄ガーネット単結晶の中から適宜に選ぶのが好ま
しい。また、基板としては、公知の何れの基板も使用し
得るが、通常、既に、SGGG基板と称して市販されている
格子定数が1.2490nm〜1.2515nmの非磁性ガーネット〔(G
dCa)3(GaMgZr)5O12 〕の中から適宜選択する。
【００１８】
【実施例】実施例１ 内径 157mm、外径が 160mm、高さ 120mm、容量 2,280ml
(ミリリットル)の強化白金製ルツボに、白金製の腐食防止帯を
取り付けた。白金製の腐食防止帯は、内径 152mm、外径
156mm、高さ40mmの白金製の円筒である。ルツボへの取
付けは、該円筒の上部に穴を等間隔で３ヶ所に空け、該
穴に直径 1.5mmの白金ワイヤを通して白金坩堝を宙吊り
にした (図３) 。なお、坩堝の重量は 2.5kg、坩堝腐食
防止帯の重量は 0.81kg であった。
(ミリリットル)の強化白金製ルツボに、白金製の腐食防止帯を
取り付けた。白金製の腐食防止帯は、内径 152mm、外径
156mm、高さ40mmの白金製の円筒である。ルツボへの取
付けは、該円筒の上部に穴を等間隔で３ヶ所に空け、該
穴に直径 1.5mmの白金ワイヤを通して白金坩堝を宙吊り
にした (図３) 。なお、坩堝の重量は 2.5kg、坩堝腐食
防止帯の重量は 0.81kg であった。
【００１９】上記、白金坩堝に、酸化鉛(PbO,4N) 5000
g、酸化ビスマス(Bi2O3,4N) 5800g、酸化第二鉄(Fe2O3,
4N) 765g、酸化硼素(B2O3,5N) 210g、酸化テルビウム
(Tb4O7,3N) 34.0g、酸化ホルミウム(Ho2O3,3N) 45.0gを
仕込んだ。これを精密縦型管状電気炉の所定の位置に設
置し、1,000 ℃に加熱溶融して十分に攪拌して均一に混
合し、 BIG育成用融液とした。
g、酸化ビスマス(Bi2O3,4N) 5800g、酸化第二鉄(Fe2O3,
4N) 765g、酸化硼素(B2O3,5N) 210g、酸化テルビウム
(Tb4O7,3N) 34.0g、酸化ホルミウム(Ho2O3,3N) 45.0gを
仕込んだ。これを精密縦型管状電気炉の所定の位置に設
置し、1,000 ℃に加熱溶融して十分に攪拌して均一に混
合し、 BIG育成用融液とした。
【００２０】融液を結晶成長温度まで低下させてから、
常法に従って、厚さが 500μｍ、格子定数1.2497±0.00
02nmの 3インチ（111)ガーネット単結晶〔(GdCa)3(GaMg
Zr)5O12 〕基板の片面を融液表面と接触させ、22時間の
エピタキシャル成長を行い、厚さ 398μｍの Ho1.1Tb
0.7Bi1.2Fe5O12の組成を有する BIG厚膜（以下「BIG1」
と記す。) を製造した。BIG1 の1550nmにおけるファラ
デー回転角は49.8度であった。
常法に従って、厚さが 500μｍ、格子定数1.2497±0.00
02nmの 3インチ（111)ガーネット単結晶〔(GdCa)3(GaMg
Zr)5O12 〕基板の片面を融液表面と接触させ、22時間の
エピタキシャル成長を行い、厚さ 398μｍの Ho1.1Tb
0.7Bi1.2Fe5O12の組成を有する BIG厚膜（以下「BIG1」
と記す。) を製造した。BIG1 の1550nmにおけるファラ
デー回転角は49.8度であった。
【００２１】次に、BIG1-1の成長により、融液中で不足
した酸化ビスマス、酸化第二鉄、酸化テルビウム、酸化
ホルミウムを所定量加え、再度 1,000℃に融液温度を上
げて攪拌・混合して均一に溶解した。結晶成長温度まで
該融液温度を低下させ、以下、上記と同様にして約 400
μｍの厚さの BIGを製造した。この操作を繰り返し行
い、合計60枚の BIG1 を得た。
した酸化ビスマス、酸化第二鉄、酸化テルビウム、酸化
ホルミウムを所定量加え、再度 1,000℃に融液温度を上
げて攪拌・混合して均一に溶解した。結晶成長温度まで
該融液温度を低下させ、以下、上記と同様にして約 400
μｍの厚さの BIGを製造した。この操作を繰り返し行
い、合計60枚の BIG1 を得た。
【００２２】上記製造を行った後、電気炉の温度を室温
までゆっくりと低下させ、融液を固化させた状態で白金
坩堝を取り出した。白金坩堝は、別の融液処理用の電気
炉に移し、1,000 ℃付近まで温度を上げて融液を溶かし
た。この状態で、腐食防止帯を取り出した。ついで、融
液を廃棄し、白金内部を酸処理して完全に融液を除去し
た。腐食防止帯の腐食の度合いをマイクロメータで測定
した結果、液面付近は最大1.6mm 腐食されていた。ま
た、液面から 5mm上では 0.34mm 、10mm下で0.81mm、20
mm下で0.33mmの腐食が観察され、他方、白金坩堝には腐
食が見られなかった。腐食防止帯の重量は 0.61kg 、坩
堝の重量は 2.5kgであった。
までゆっくりと低下させ、融液を固化させた状態で白金
坩堝を取り出した。白金坩堝は、別の融液処理用の電気
炉に移し、1,000 ℃付近まで温度を上げて融液を溶かし
た。この状態で、腐食防止帯を取り出した。ついで、融
液を廃棄し、白金内部を酸処理して完全に融液を除去し
た。腐食防止帯の腐食の度合いをマイクロメータで測定
した結果、液面付近は最大1.6mm 腐食されていた。ま
た、液面から 5mm上では 0.34mm 、10mm下で0.81mm、20
mm下で0.33mmの腐食が観察され、他方、白金坩堝には腐
食が見られなかった。腐食防止帯の重量は 0.61kg 、坩
堝の重量は 2.5kgであった。
【００２３】実施例２ 実施例１で使用した坩堝腐食帯を上下反対にして、同じ
く実施例１で使用した白金坩堝に取り付けた。取り付け
方法は実施例１と同様とした。再度、実施例１と同様に
して、約 400μｍの厚さの BIG1 を製造した。合計50枚
の BIG1 を製造した段階で製造を中止し、実施例１と同
様にして腐食防止帯を取り出した。腐食防止帯の腐食の
度合いをマイクロメータで測定した結果、液面付近は最
大1.8mmまで腐食され、液面から 5mm上で0.49mm、10mm
下で1.73mm、20mm下で1.91mmまでの腐食が観察された。
一方、白金坩堝には腐食が見られなかった。腐食防止帯
の重量は 0.43kg 、坩堝の重量は 2.5kgであった。
く実施例１で使用した白金坩堝に取り付けた。取り付け
方法は実施例１と同様とした。再度、実施例１と同様に
して、約 400μｍの厚さの BIG1 を製造した。合計50枚
の BIG1 を製造した段階で製造を中止し、実施例１と同
様にして腐食防止帯を取り出した。腐食防止帯の腐食の
度合いをマイクロメータで測定した結果、液面付近は最
大1.8mmまで腐食され、液面から 5mm上で0.49mm、10mm
下で1.73mm、20mm下で1.91mmまでの腐食が観察された。
一方、白金坩堝には腐食が見られなかった。腐食防止帯
の重量は 0.43kg 、坩堝の重量は 2.5kgであった。
【００２４】比較例１ 坩堝腐食帯を用いない他は、実施例１と同様にして、厚
さ約 400μｍの BIG1を繰り返し製造した。45枚の BIG1
を製造した段階で、製造を中止した。融液を廃棄して
白金坩堝内部を洗浄し、実施例１と同様にして腐食の度
合いを調べた。その結果、液面付近の坩堝壁面は最大
1.4mm、液面から 5mm上で 0.43mm 、10mm下で 0.79mm
、20mm下で 0.28 mmの腐食が観察された。また、坩堝
の重量は 2.50kg から 2.33kg に減少していた。
さ約 400μｍの BIG1を繰り返し製造した。45枚の BIG1
を製造した段階で、製造を中止した。融液を廃棄して
白金坩堝内部を洗浄し、実施例１と同様にして腐食の度
合いを調べた。その結果、液面付近の坩堝壁面は最大
1.4mm、液面から 5mm上で 0.43mm 、10mm下で 0.79mm
、20mm下で 0.28 mmの腐食が観察された。また、坩堝
の重量は 2.50kg から 2.33kg に減少していた。
【００２５】
【発明の効果】本発明により、坩堝本体は実質的に腐食
しないので繰り返しの長期使用が可能となった。そし
て、腐食は腐食防止帯のみであることから、ビスマス置
換希土類鉄ガーネット単結晶膜の製造コスト削減が可能
である。
しないので繰り返しの長期使用が可能となった。そし
て、腐食は腐食防止帯のみであることから、ビスマス置
換希土類鉄ガーネット単結晶膜の製造コスト削減が可能
である。
【図１】腐食防止帯を備え付けた LPE用白金坩堝の模式
図。
図。
【図２】坩堝に段差を設けて、その段差に腐食防止帯を
乗せる方法を示す模式図。
乗せる方法を示す模式図。
【図３】腐食防止帯を白金ワイヤでつるした実施例１に
おける LPE用白金坩堝の模式図
おける LPE用白金坩堝の模式図
１：白金坩堝、２：融液、３：腐食防止帯、４：白金ワ
イヤ
イヤ
Claims (4)
- 【請求項１】 白金坩堝の内側に該白金坩堝と分離可能
な白金製腐食防止帯を設けてなるビスマス置換希土類鉄
ガーネット単結晶膜製造用の白金坩堝。 - 【請求項２】 該白金製腐食防止帯の外径が、該白金坩
堝の内径より 0.3〜20mm小さく、該白金製腐食防止帯の
幅が、25mm以上であり請求項１記載の白金坩堝。 - 【請求項３】 白金坩堝に、酸化第二鉄および希土類酸
化物からなる希土類鉄ガーネット成分の酸化物と、酸化
鉛、酸化ホウ素および酸化ビスマスからなるフラックス
成分とを仕込み、高温で希土類鉄ガーネット成分をフラ
ックスに溶解させて融液とし、ビスマス置換希土類鉄ガ
ーネット単結晶膜の育成温度まで温度を下げて、該融液
表面に非磁性ガーネット基板を接触させ、該非磁性ガー
ネット基板上にビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶
膜を育成する液相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単結晶膜の製造法において、該白金
坩堝として、白金坩堝の内側に該白金坩堝と分離可能な
白金製腐食防止帯を該融液表面部に設けたものを用いる
ビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の製造法。 - 【請求項４】 該白金製腐食防止帯の外径が、該白金坩
堝の内径より 0.3〜20mm小さく、該白金製腐食防止帯の
幅が、25mm以上であり、該融液表面より少なくとも上部
5mm〜下部20mmの範囲に設けたものである請求項３記載
のビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12751798A JPH11322496A (ja) | 1998-05-11 | 1998-05-11 | 白金坩堝及びビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12751798A JPH11322496A (ja) | 1998-05-11 | 1998-05-11 | 白金坩堝及びビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11322496A true JPH11322496A (ja) | 1999-11-24 |
Family
ID=14961979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12751798A Pending JPH11322496A (ja) | 1998-05-11 | 1998-05-11 | 白金坩堝及びビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11322496A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7133189B2 (en) | 2002-02-22 | 2006-11-07 | Tdk Corporation | Magnetic garnet material, faraday rotator, optical device, bismuth-substituted rare earth-iron-garnet single-crystal film and method for producing the same and crucible for producing the same |
-
1998
- 1998-05-11 JP JP12751798A patent/JPH11322496A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7133189B2 (en) | 2002-02-22 | 2006-11-07 | Tdk Corporation | Magnetic garnet material, faraday rotator, optical device, bismuth-substituted rare earth-iron-garnet single-crystal film and method for producing the same and crucible for producing the same |
| US7333261B2 (en) | 2002-02-22 | 2008-02-19 | Tdk Corporation | Magnetic garnet material, faraday rotator, optical device, bismuth-substituted rare earth-iron-garnet single-crystal film and method for producing the same crucible for producing the same |
| US7517406B2 (en) | 2002-02-22 | 2009-04-14 | Tdk Corporation | Magnetic garnet material, faraday rotator, optical device, bismuth-substituted rare earth-iron-garnet single-crystal film and method for producing the same and crucible for producing the same |
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Effective date: 20080108 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080318 |