JPH1192290A - 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
- Publication number
- JPH1192290A JPH1192290A JP26482497A JP26482497A JPH1192290A JP H1192290 A JPH1192290 A JP H1192290A JP 26482497 A JP26482497 A JP 26482497A JP 26482497 A JP26482497 A JP 26482497A JP H1192290 A JPH1192290 A JP H1192290A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thick film
- garnet
- substrate
- bismuth
- film material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ｈｓ，Ｉ.Ｌ.，θF，θTの特性に優れた高性
能なビスマス置換型ガーネット厚膜材料及びその製造方
法を提供すること。 【解決手段】 ＮＧＧ基板上に、組成比が、Ｔｂ3-x-y
ＨｏxＢｉyＦｅ5-aＡｌaＯ12であり、ｘ＝０〜０.４
５，ｙ＝０.９〜１.５，ａ＝０.０５〜０.４５である単
結晶厚膜を液相成長法により育成する。熱処理温度は、
９００〜１１２０℃の範囲とし、熱処理における雰囲気
の酸素濃度は、１０〜１００％の範囲とする。
能なビスマス置換型ガーネット厚膜材料及びその製造方
法を提供すること。 【解決手段】 ＮＧＧ基板上に、組成比が、Ｔｂ3-x-y
ＨｏxＢｉyＦｅ5-aＡｌaＯ12であり、ｘ＝０〜０.４
５，ｙ＝０.９〜１.５，ａ＝０.０５〜０.４５である単
結晶厚膜を液相成長法により育成する。熱処理温度は、
９００〜１１２０℃の範囲とし、熱処理における雰囲気
の酸素濃度は、１０〜１００％の範囲とする。
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も、特にビスマス
（Ｂｉ）置換型ガーネット厚膜材料及びその製造方法に
関し、特に、液相成長法（ＬＰＥ法）にて育成した（Ｔ
ｂ，Ｈｏ，Ｂｉ）3（Ｆｅ，Ａｌ）5Ｏ12系ガーネット単
結晶厚膜及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も、特にビスマス
（Ｂｉ）置換型ガーネット厚膜材料及びその製造方法に
関し、特に、液相成長法（ＬＰＥ法）にて育成した（Ｔ
ｂ，Ｈｏ，Ｂｉ）3（Ｆｅ，Ａｌ）5Ｏ12系ガーネット単
結晶厚膜及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、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。また、
光通信の中でも半導体レーザを使用した光通信におい
て、光ファイバーケーブルやコネクタ等からの反射光が
半導体レーザ等に戻ると、発信が不安定となる。この不
安定性を防止するために、光アイソレータやサーキュレ
ータが使用されている。
を応用したデバイスが開発、実用化されている。また、
光通信の中でも半導体レーザを使用した光通信におい
て、光ファイバーケーブルやコネクタ等からの反射光が
半導体レーザ等に戻ると、発信が不安定となる。この不
安定性を防止するために、光アイソレータやサーキュレ
ータが使用されている。
【０００３】大きなファラデー回転能を持つＢｉ置換型
希土類鉄ガーネットは、ＬＰＥ法、フラックス法等で育
成され、近赤外線領域での光アイソレータに使用されて
いる。特に、ＬＰＥ法で育成されるガーネット厚膜は、
生産性に優れているので、現在、市販品の殆どは、この
製法によっている。
希土類鉄ガーネットは、ＬＰＥ法、フラックス法等で育
成され、近赤外線領域での光アイソレータに使用されて
いる。特に、ＬＰＥ法で育成されるガーネット厚膜は、
生産性に優れているので、現在、市販品の殆どは、この
製法によっている。
【０００４】このＬＰＥ法で製造された市販のＢｉ置換
型ガーネット厚膜は、ＧｄＢｉ系ガーネットとＴｂＢｉ
系ガーネットに分けられる。前者は結晶の格子定数が大
きいのでＮＧＧ（Ｎｄ3Ｇａ5Ｏ12）基板（格子定数約１
２.５０９オングストローム）上に、後者は結晶の格子
定数が小さいので、ＳＧＧＧ［（ＧｄＣａ）3（ＧａＭ
ｇＺｒ）5Ｏ12］基板（格子定数約１２.４９６オングス
トローム）上に育成されるのが通例である。
型ガーネット厚膜は、ＧｄＢｉ系ガーネットとＴｂＢｉ
系ガーネットに分けられる。前者は結晶の格子定数が大
きいのでＮＧＧ（Ｎｄ3Ｇａ5Ｏ12）基板（格子定数約１
２.５０９オングストローム）上に、後者は結晶の格子
定数が小さいので、ＳＧＧＧ［（ＧｄＣａ）3（ＧａＭ
ｇＺｒ）5Ｏ12］基板（格子定数約１２.４９６オングス
トローム）上に育成されるのが通例である。
【０００５】また、市販されているＧｄＢｉ系ガーネッ
トは、必要な印加磁界が小さくて済むが温度特性が劣
り、ＴｂＢｉ系ガーネットは、温度特性は良いが、高い
印加磁界を要する。また、ＴｂＢｉ系ガーネットは、Ｇ
ｄＢｉ系ガーネットに比べ、格子定数のばらつきが大き
いＳＧＧＧ基板を使用するので、結晶欠陥が発生しやす
く、均質化も劣るという傾向があった。しかしながら、
ＮＧＧ基板上にＴｂＢｉ系ガーネット厚膜を育成するこ
とは、その格子定数の差が大きいことから、結晶育成が
困難とされ、市販されることはなかった。
トは、必要な印加磁界が小さくて済むが温度特性が劣
り、ＴｂＢｉ系ガーネットは、温度特性は良いが、高い
印加磁界を要する。また、ＴｂＢｉ系ガーネットは、Ｇ
ｄＢｉ系ガーネットに比べ、格子定数のばらつきが大き
いＳＧＧＧ基板を使用するので、結晶欠陥が発生しやす
く、均質化も劣るという傾向があった。しかしながら、
ＮＧＧ基板上にＴｂＢｉ系ガーネット厚膜を育成するこ
とは、その格子定数の差が大きいことから、結晶育成が
困難とされ、市販されることはなかった。
【０００６】ところで、このような光アイソレータ材料
に用いられるＢｉ置換型ガーネットの液相成長は、次の
ようにして行われている。白金るつぼの中に、酸化鉛
（ＰｂＯ）、酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）、酸化ホウ素
（Ｂ2Ｏ3）等をフラックス成分とし、ガーネット成分
［酸化テルビウム（Ｔｂ2Ｏ3）、酸化ホルミウム（Ｈｏ
2Ｏ3）、酸化第二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）、酸化アルミニウム
（Ａｌ2Ｏ3）等］を約９００〜１１００℃にて溶解して
溶液（メルト）を作製した後、降温し、過飽和状態（過
飽和溶液状態）とする。そのメルトに、ガーネット基板
を浸漬し、長時間回転することにより、Ｂｉ置換型ガー
ネット厚膜を育成する。
に用いられるＢｉ置換型ガーネットの液相成長は、次の
ようにして行われている。白金るつぼの中に、酸化鉛
（ＰｂＯ）、酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）、酸化ホウ素
（Ｂ2Ｏ3）等をフラックス成分とし、ガーネット成分
［酸化テルビウム（Ｔｂ2Ｏ3）、酸化ホルミウム（Ｈｏ
2Ｏ3）、酸化第二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）、酸化アルミニウム
（Ａｌ2Ｏ3）等］を約９００〜１１００℃にて溶解して
溶液（メルト）を作製した後、降温し、過飽和状態（過
飽和溶液状態）とする。そのメルトに、ガーネット基板
を浸漬し、長時間回転することにより、Ｂｉ置換型ガー
ネット厚膜を育成する。
【０００７】育成されるガーネット単結晶の格子定数
は、この基板の格子定数とほぼ同程度に拘束されること
になる。従って、過飽和成分の濃度管理が極めて重要と
なり、溶液の温度や流動状態によって育成ガーネットの
組成や結晶性が変化し、材料特性の変化や結晶欠陥や割
れの発生を生じる。このＬＰＥ法の現状は、溶液の組
成、温度制御や基板との格子定数差や回転数等を制御す
ることにより、結晶育成状況を管理している。しかしな
がら、育成の最適状態は極めて狭い範囲に制限され、独
立に要因を変化させて調整することは不可能に近い。
は、この基板の格子定数とほぼ同程度に拘束されること
になる。従って、過飽和成分の濃度管理が極めて重要と
なり、溶液の温度や流動状態によって育成ガーネットの
組成や結晶性が変化し、材料特性の変化や結晶欠陥や割
れの発生を生じる。このＬＰＥ法の現状は、溶液の組
成、温度制御や基板との格子定数差や回転数等を制御す
ることにより、結晶育成状況を管理している。しかしな
がら、育成の最適状態は極めて狭い範囲に制限され、独
立に要因を変化させて調整することは不可能に近い。
【０００８】特に、ガーネット単結晶厚膜の割れ発生
は、育成基板とガーネットの格子定数や熱膨張が異なる
ことが主要因となっている。従って、育成されるガーネ
ットの膜厚が大きくなるに従い、割れ発生の頻度が高く
なる。従って、ガーネット膜のファラデー回転能を向上
し、必要膜厚を低減することは、割れ発生の低減効果を
もたらし、工業上、有益となる。
は、育成基板とガーネットの格子定数や熱膨張が異なる
ことが主要因となっている。従って、育成されるガーネ
ットの膜厚が大きくなるに従い、割れ発生の頻度が高く
なる。従って、ガーネット膜のファラデー回転能を向上
し、必要膜厚を低減することは、割れ発生の低減効果を
もたらし、工業上、有益となる。
【０００９】一方、前述のように、ＴｂＢｉ系ガーネッ
トについては、（ＴｂＢｉ）3Ｆｅ5Ｏ12の格子定数がＳ
ＧＧＧ基板に近いことから、この基板にて育成するのが
通例とされていた。この製法で、ファラデー回転能θF
は、約７５０ｄｅｇ／ｃｍとなっている。その際、ファ
ラデー回転能θF向上は、ＴｂＢｉ系ガーネット材のＴ
ｂの一部を、それよりもイオン半径の小さいＨｏやＹｂ
で多量に置換する手法が用いられていた。
トについては、（ＴｂＢｉ）3Ｆｅ5Ｏ12の格子定数がＳ
ＧＧＧ基板に近いことから、この基板にて育成するのが
通例とされていた。この製法で、ファラデー回転能θF
は、約７５０ｄｅｇ／ｃｍとなっている。その際、ファ
ラデー回転能θF向上は、ＴｂＢｉ系ガーネット材のＴ
ｂの一部を、それよりもイオン半径の小さいＨｏやＹｂ
で多量に置換する手法が用いられていた。
【００１０】また、ＬＰＥ法によるＴｂＢｉ系ガーネッ
ト膜に関する文献としては、日本応用磁気学会誌Ｖｏ
ｌ.Ｎｏ.２，１９８７，Ｐ.１５７や特開昭６０−２０
８７３０、特開平１−２１７３１３、特開平２−１３１
２１６等があげられるが、これらは、前述の課題を解決
するには至っていない。
ト膜に関する文献としては、日本応用磁気学会誌Ｖｏ
ｌ.Ｎｏ.２，１９８７，Ｐ.１５７や特開昭６０−２０
８７３０、特開平１−２１７３１３、特開平２−１３１
２１６等があげられるが、これらは、前述の課題を解決
するには至っていない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の課題
を解決し、ファラデー回転能θF等の特性に優れた高性
能なビスマス置換型ガーネット厚膜材料及びその製造方
法を提供することを目的とする。
を解決し、ファラデー回転能θF等の特性に優れた高性
能なビスマス置換型ガーネット厚膜材料及びその製造方
法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、ＬＰＥ育
成用のメルト組成を種々検討した結果、特定なメルト組
成を選択することにより、ＮＧＧ基板上極めて良好なＴ
ｂＢｉ系ガーネット厚膜を容易に育成でき、その手法は
特に高いファラデー回転能を得るのに有用であることを
見出した。
成用のメルト組成を種々検討した結果、特定なメルト組
成を選択することにより、ＮＧＧ基板上極めて良好なＴ
ｂＢｉ系ガーネット厚膜を容易に育成でき、その手法は
特に高いファラデー回転能を得るのに有用であることを
見出した。
【００１３】即ち、本発明は、ガーネット基板上に、液
相成長法により育成したＴｂ，Ｈｏ，Ｂｉ，Ｆｅ，Ａｌ
を主成分とするガーネット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、前記単結晶厚膜の
組成比が、Ｔｂ3-x-yＨｏxＢｉyＦｅ5-aＡｌaＯ12なる
化学式で示され、ｘ＝０〜０.４５，ｙ＝０.９〜１.
５，ａ＝０.０５〜０.４５であるビスマス置換型ガーネ
ット厚膜材料である。
相成長法により育成したＴｂ，Ｈｏ，Ｂｉ，Ｆｅ，Ａｌ
を主成分とするガーネット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、前記単結晶厚膜の
組成比が、Ｔｂ3-x-yＨｏxＢｉyＦｅ5-aＡｌaＯ12なる
化学式で示され、ｘ＝０〜０.４５，ｙ＝０.９〜１.
５，ａ＝０.０５〜０.４５であるビスマス置換型ガーネ
ット厚膜材料である。
【００１４】また、本発明は、前記単結晶厚膜は、ＮＧ
Ｇ基板上に育成する上記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基板上に育成する上記ビスマス置換型ガーネット厚膜
材料の製造方法である。
【００１５】また、本発明は、前記単結晶厚膜を、９０
０〜１１２０℃の温度範囲で熱処理する上記ビスマス置
換型ガーネット厚膜材料の製造方法である。
０〜１１２０℃の温度範囲で熱処理する上記ビスマス置
換型ガーネット厚膜材料の製造方法である。
【００１６】また、本発明は、前記単結晶厚膜を、１０
〜１００％の雰囲気の酸素濃度範囲で熱処理する上記ビ
スマス置換型ガーネット厚膜材料の製造方法である。
〜１００％の雰囲気の酸素濃度範囲で熱処理する上記ビ
スマス置換型ガーネット厚膜材料の製造方法である。
【００１７】本発明では、ＴｂＢｉ系ガーネット材料と
しての波長１.５５μｍにおける要求特性を、薄型化の
観点からファラデー回転能θFを８００ｄｅｇ／ｃｍ以
上、小型化の観点から飽和印加磁界強度（飽和印加磁
場）Ｈｓを１０００Ｏｅ以下、広範囲な使用可能温度の
観点からファラデー回転能の温度係数θTを０.０７ｄｅ
ｇ／℃以下、高透過率の観点からファラデー回転角が約
４５ｄｅｇにおける挿入損失Ｉ.Ｌ.を０.２ｄＢ以下、
好ましくは０.１ｄＢ以下と設定した。なお、市販され
ているＧｄＢｉ系ガーネットのθTは０.０８ｄｅｇ／℃
である。
しての波長１.５５μｍにおける要求特性を、薄型化の
観点からファラデー回転能θFを８００ｄｅｇ／ｃｍ以
上、小型化の観点から飽和印加磁界強度（飽和印加磁
場）Ｈｓを１０００Ｏｅ以下、広範囲な使用可能温度の
観点からファラデー回転能の温度係数θTを０.０７ｄｅ
ｇ／℃以下、高透過率の観点からファラデー回転角が約
４５ｄｅｇにおける挿入損失Ｉ.Ｌ.を０.２ｄＢ以下、
好ましくは０.１ｄＢ以下と設定した。なお、市販され
ているＧｄＢｉ系ガーネットのθTは０.０８ｄｅｇ／℃
である。
【００１８】材料を高性能化（低Ｈｓ化）することによ
り、組み合わせて使用する部材、例えば、永久磁石の小
型化等も可能となり、同時に部品の低価格化も達成する
ことができる。
り、組み合わせて使用する部材、例えば、永久磁石の小
型化等も可能となり、同時に部品の低価格化も達成する
ことができる。
【００１９】材料の低Ｈｓ化が永久磁石の小型化に関係
するのは、次の理由による。即ち、一般的には、永久磁
石より取り出せる磁束量は、体積と正の相関関係にあ
り、通常、印加磁界としては、永久磁石から発生する磁
束を利用するので、Ｈｓが１０００Ｏｅ以下であれば、
比較的温度特性の良好なＳｍ2Ｃｏ17系磁石を大型化す
ることなしに使用することができるからである。
するのは、次の理由による。即ち、一般的には、永久磁
石より取り出せる磁束量は、体積と正の相関関係にあ
り、通常、印加磁界としては、永久磁石から発生する磁
束を利用するので、Ｈｓが１０００Ｏｅ以下であれば、
比較的温度特性の良好なＳｍ2Ｃｏ17系磁石を大型化す
ることなしに使用することができるからである。
【００２０】また、本発明において、育成基板としてＮ
ＧＧを用いるため、育成されるガーネット結晶の格子定
数を大きくしなければならない。そのため、イオン半径
の小さなＹｂやＨｏの置換量を低減して、イオン半径の
大きなＢｉ2Ｏ3の含有量を増加させている。従って、Ｈ
ｓを増加（悪化）させる要因を除去することができ、更
に、ガーネット膜のθFを向上させることができる。
ＧＧを用いるため、育成されるガーネット結晶の格子定
数を大きくしなければならない。そのため、イオン半径
の小さなＹｂやＨｏの置換量を低減して、イオン半径の
大きなＢｉ2Ｏ3の含有量を増加させている。従って、Ｈ
ｓを増加（悪化）させる要因を除去することができ、更
に、ガーネット膜のθFを向上させることができる。
【００２１】また、ｘを０〜０.４５としたのは、ｘが
増加するとともに、Ｉ.Ｌ.が減少するが、.０.１ｄＢ以
下でも、更に減少する傾向を示し、０.４５以下で、Ｈ
ｓが１０００Ｏｅ以下となるためである。ｙを０.９〜
１.５としたのは、０.９以上でθFが８００ｄｅｇ／ｃ
ｍを示し、１.５を越えると、Ｉ.Ｌ.が急激に増加（悪
化）するためである。ａを０.０５〜０.４５としたの
は、０.０５以上で、Ｈｓが１０００Ｏｅ以下となり、
０.４５以下で、θTが０.０７ｄｅｇ／℃以下となるた
めである。
増加するとともに、Ｉ.Ｌ.が減少するが、.０.１ｄＢ以
下でも、更に減少する傾向を示し、０.４５以下で、Ｈ
ｓが１０００Ｏｅ以下となるためである。ｙを０.９〜
１.５としたのは、０.９以上でθFが８００ｄｅｇ／ｃ
ｍを示し、１.５を越えると、Ｉ.Ｌ.が急激に増加（悪
化）するためである。ａを０.０５〜０.４５としたの
は、０.０５以上で、Ｈｓが１０００Ｏｅ以下となり、
０.４５以下で、θTが０.０７ｄｅｇ／℃以下となるた
めである。
【００２２】更に、本発明において、このガーネット膜
を酸素濃度が１０〜１００％の雰囲気中で、あるいは、
９００〜１１２０℃の温度範囲で熱処理することによ
り、Ｉ.Ｌ.を低減することができる。熱処理における雰
囲気の酸素濃度を１０〜１００％としたのは、１０％未
満では、酸素の欠乏により、ガーネット膜構成元素のイ
オンバランスの修正が不十分となり、Ｉ.Ｌ.が増大する
ためである。また、熱処理温度を９００〜１１２０℃の
範囲としたのは、９００℃未満では、結晶の均質化が不
十分でＩ.Ｌ.が殆ど低減せず、一方、１１２０℃を越え
ると、ガーネット膜の分解が生じ、Ｉ.Ｌ.が著しく増大
するからである。
を酸素濃度が１０〜１００％の雰囲気中で、あるいは、
９００〜１１２０℃の温度範囲で熱処理することによ
り、Ｉ.Ｌ.を低減することができる。熱処理における雰
囲気の酸素濃度を１０〜１００％としたのは、１０％未
満では、酸素の欠乏により、ガーネット膜構成元素のイ
オンバランスの修正が不十分となり、Ｉ.Ｌ.が増大する
ためである。また、熱処理温度を９００〜１１２０℃の
範囲としたのは、９００℃未満では、結晶の均質化が不
十分でＩ.Ｌ.が殆ど低減せず、一方、１１２０℃を越え
ると、ガーネット膜の分解が生じ、Ｉ.Ｌ.が著しく増大
するからである。
【００２３】
【発明の実施の形態】高純度の酸化テルビウム（Ｔｂ2
Ｏ3）等の粉末を原料として使用し、フラックスとして
酸化鉛（ＰｂＯ）−酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）−酸化ホ
ウ素（Ｂ2Ｏ3）系を使用して、ＬＰＥ法により、ＮＧＧ
基板上に、ＴｂＢｉ系ガーネット厚膜を育成した後、基
板を除去し、所定の条件で熱処理することで、本発明の
Ｂｉ置換型ガーネット厚膜材料が得られる。
Ｏ3）等の粉末を原料として使用し、フラックスとして
酸化鉛（ＰｂＯ）−酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）−酸化ホ
ウ素（Ｂ2Ｏ3）系を使用して、ＬＰＥ法により、ＮＧＧ
基板上に、ＴｂＢｉ系ガーネット厚膜を育成した後、基
板を除去し、所定の条件で熱処理することで、本発明の
Ｂｉ置換型ガーネット厚膜材料が得られる。
【００２４】
【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する。
【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）、酸化ホウ素
（Ｂ2Ｏ3）の粉末を原料として使用し、ＰｂＯ−Ｂｉ2
Ｏ3−Ｂ2Ｏ3をフラックスとして、ＮＧＧ基板（格子定
数１２.５０９オングストローム）上に、組成式が、Ｔ
ｂ1.5Ｈｏ0.2Ｂｉ1.3Ｆｅ4.8Ａｌ0.2Ｏ12なる約６００
μｍのガーネット厚膜を育成した。
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）、酸化ホウ素
（Ｂ2Ｏ3）の粉末を原料として使用し、ＰｂＯ−Ｂｉ2
Ｏ3−Ｂ2Ｏ3をフラックスとして、ＮＧＧ基板（格子定
数１２.５０９オングストローム）上に、組成式が、Ｔ
ｂ1.5Ｈｏ0.2Ｂｉ1.3Ｆｅ4.8Ａｌ0.2Ｏ12なる約６００
μｍのガーネット厚膜を育成した。
【００２６】また、これと全く同様のメルトを使用し
て、ＳＧＧＧ基板（格子定数１２.４９６オングストロ
ーム）上に約６００μｍのガーネット厚膜を育成した。
て、ＳＧＧＧ基板（格子定数１２.４９６オングストロ
ーム）上に約６００μｍのガーネット厚膜を育成した。
【００２７】次に、これらの試料の基板を除去した後、
約５０％の酸素を含有した雰囲気中、１０００℃で２０
時間保持し、熱処理した。次に、これら試料の両面を研
磨し、ファラデー回転角が約４５ｄｅｇとなる厚さに調
整した。なお、上述した組成は、これら試料の両面につ
いて１０点ずつＥＰＭＡ分析を行い、平均値として求め
たものである。
約５０％の酸素を含有した雰囲気中、１０００℃で２０
時間保持し、熱処理した。次に、これら試料の両面を研
磨し、ファラデー回転角が約４５ｄｅｇとなる厚さに調
整した。なお、上述した組成は、これら試料の両面につ
いて１０点ずつＥＰＭＡ分析を行い、平均値として求め
たものである。
【００２８】次に、これら試料板にＳｉＯ2膜による無
反射被覆処理を行った後、電磁石を用いて磁界を約１.
５ｋＯｅまで印加していき、波長１.５５μｍにおい
て、透過率が飽和に達する磁界Ｈｓ（飽和印加磁場）と
Ｉ.Ｌ.及びθFを求めた。また、同様にして、室温近傍
におけるθTを求めた。その結果を表１に示す。
反射被覆処理を行った後、電磁石を用いて磁界を約１.
５ｋＯｅまで印加していき、波長１.５５μｍにおい
て、透過率が飽和に達する磁界Ｈｓ（飽和印加磁場）と
Ｉ.Ｌ.及びθFを求めた。また、同様にして、室温近傍
におけるθTを求めた。その結果を表１に示す。
【００２９】
【００３０】表１より、ＮＧＧ基板上に育成したガーネ
ット厚膜の方が、Ｉ.Ｌ.、θF及びθTについて明らかに
優れていることがわかる。また、Ｈｓは、やや高くなっ
ているが、実用上、全く問題とはならない程度である。
従って、ＮＧＧ基板に育成する方が、明らかに有益であ
るといえる。
ット厚膜の方が、Ｉ.Ｌ.、θF及びθTについて明らかに
優れていることがわかる。また、Ｈｓは、やや高くなっ
ているが、実用上、全く問題とはならない程度である。
従って、ＮＧＧ基板に育成する方が、明らかに有益であ
るといえる。
【００３１】（実施例２）実施例１と同様にして、メル
ト組成比を変化させ、ＮＧＧ基板上に、組成比がＴｂ
1.7-xＨｏxＢｉ1.3Ｆｅ4.8Ａｌ0.2Ｏ12で、ｘ＝０、０.
１、０.２、０.３、０.４、０.５なるガーネット厚膜を
得た後、Ｈｓ、Ｉ.Ｌ.、θF、θTを測定した。Ｈｓと
Ｉ.Ｌ.の結果を図１に示す。なお、これら試料のθFは
約１２００ｄｅｇ／ｃｍ、θTは０.０４〜０.０６ｄｅ
ｇ／℃であった。
ト組成比を変化させ、ＮＧＧ基板上に、組成比がＴｂ
1.7-xＨｏxＢｉ1.3Ｆｅ4.8Ａｌ0.2Ｏ12で、ｘ＝０、０.
１、０.２、０.３、０.４、０.５なるガーネット厚膜を
得た後、Ｈｓ、Ｉ.Ｌ.、θF、θTを測定した。Ｈｓと
Ｉ.Ｌ.の結果を図１に示す。なお、これら試料のθFは
約１２００ｄｅｇ／ｃｍ、θTは０.０４〜０.０６ｄｅ
ｇ／℃であった。
【００３２】図１において、ｘが増加するに従い、Ｉ.
Ｌ.は、減少する傾向を示し、Ｈｓは、ｘ＝０.４５以下
で１０００Ｏｅ以下となる。従って、ｘ＝０.４５以下
の領域が有益である。
Ｌ.は、減少する傾向を示し、Ｈｓは、ｘ＝０.４５以下
で１０００Ｏｅ以下となる。従って、ｘ＝０.４５以下
の領域が有益である。
【００３３】（実施例３）実施例２と同様にして、組成
比がＴｂ2.8-yＨｏ0.2ＢｉyＦｅ4.8Ａｌ0.2Ｏ12で、ｙ
＝０.９、１.０、１.１、１.２、１.３、１.４、１.
５、１.６なるガーネット厚膜を得た後、Ｈｓ、Ｉ.
Ｌ.、θF、θTを測定した。θFとＩ.Ｌ.の結果を図２に
示す。これら試料のＨｓは、６５０〜９５０Ｏｅであ
り、ｙの増加とともに増加する傾向を示し、θTは、０.
０４〜０.０６ｄｅｇ／℃であった。
比がＴｂ2.8-yＨｏ0.2ＢｉyＦｅ4.8Ａｌ0.2Ｏ12で、ｙ
＝０.９、１.０、１.１、１.２、１.３、１.４、１.
５、１.６なるガーネット厚膜を得た後、Ｈｓ、Ｉ.
Ｌ.、θF、θTを測定した。θFとＩ.Ｌ.の結果を図２に
示す。これら試料のＨｓは、６５０〜９５０Ｏｅであ
り、ｙの増加とともに増加する傾向を示し、θTは、０.
０４〜０.０６ｄｅｇ／℃であった。
【００３４】図２において、θFは、ｙが増加するに従
い向上し、Ｉ.Ｌ.は、ｙが１.５以上で著しく増大する
傾向を示す。従って、ｙ＝０.９〜１.５の領域が有益で
ある。
い向上し、Ｉ.Ｌ.は、ｙが１.５以上で著しく増大する
傾向を示す。従って、ｙ＝０.９〜１.５の領域が有益で
ある。
【００３５】（実施例４）実施例２と同様にして、組成
比がＴｂ1.5Ｈｏ0.2Ｂｉ1.3Ｆｅ5-aＡｌaＯ12で、ａ＝
０、０.１、０.２、０.３、０.４、０.５なるガーネッ
ト厚膜を得た後、Ｈｓ、Ｉ.Ｌ.、θF、θTを測定した。
ＨｓとθTの関係を図３に示す。これら試料のＩ.Ｌ.は
０.０４〜０.０８ｄＢであり、θFは約１２００ｄｅｇ
／ｃｍであった。
比がＴｂ1.5Ｈｏ0.2Ｂｉ1.3Ｆｅ5-aＡｌaＯ12で、ａ＝
０、０.１、０.２、０.３、０.４、０.５なるガーネッ
ト厚膜を得た後、Ｈｓ、Ｉ.Ｌ.、θF、θTを測定した。
ＨｓとθTの関係を図３に示す。これら試料のＩ.Ｌ.は
０.０４〜０.０８ｄＢであり、θFは約１２００ｄｅｇ
／ｃｍであった。
【００３６】図３において、Ｈｓは、ａが０.０５以上
で１０００Ｏｅ以下となり、θTは、ａが０.４５以下
で、０.０７ｄｅｇ／℃以下となる。従って、ａ＝０.０
５〜０.４５の領域が有益である。
で１０００Ｏｅ以下となり、θTは、ａが０.４５以下
で、０.０７ｄｅｇ／℃以下となる。従って、ａ＝０.０
５〜０.４５の領域が有益である。
【００３７】（実施例５）実施例２と同様にして組成比
がＴｂ1.5Ｈｏ0.2Ｂｉ1.3Ｆｅ4.8Ａｌ0.2Ｏ12なるガー
ネット膜を得た後、約５０％の酸素雰囲気中にて、９０
０、９５０、１０００、１０５０、１１００、１１５０
℃にて２０時間保持する熱処理を行った後、Ｈｓ、Ｉ.
Ｌ.、θF、θTを測定した。Ｉ.Ｌ.の結果を図４に示
す。これら試料のＨｓは約８５０Ｏｅ、θFは約１２０
０ｄｅｇ／ｃｍ、θTは０.０５ｄｅｇ／℃であった。
がＴｂ1.5Ｈｏ0.2Ｂｉ1.3Ｆｅ4.8Ａｌ0.2Ｏ12なるガー
ネット膜を得た後、約５０％の酸素雰囲気中にて、９０
０、９５０、１０００、１０５０、１１００、１１５０
℃にて２０時間保持する熱処理を行った後、Ｈｓ、Ｉ.
Ｌ.、θF、θTを測定した。Ｉ.Ｌ.の結果を図４に示
す。これら試料のＨｓは約８５０Ｏｅ、θFは約１２０
０ｄｅｇ／ｃｍ、θTは０.０５ｄｅｇ／℃であった。
【００３８】図４において、熱処理によるＩ.Ｌ.の低減
効果は、９００〜１１２０℃の範囲で明らかに認められ
る。従って、９００〜１１２０℃の熱処理温度が有用と
いえる。
効果は、９００〜１１２０℃の範囲で明らかに認められ
る。従って、９００〜１１２０℃の熱処理温度が有用と
いえる。
【００３９】（実施例６）実施例２と同様にして、組成
比がＴｂ1.5Ｈｏ0.2Ｂｉ1.3Ｆｅ4.8Ａｌ0.2Ｏ12なるガ
ーネット膜を得た後、雰囲気中の酸素濃度を０、１０、
２０、３０、５０、７０、１００％とし、１０００℃で
１０時間保持する熱処理を行った後、Ｈｓ、Ｉ.Ｌ.、θ
F、θTを測定した。Ｉ.Ｌ.の結果を図５に示す。これら
試料のＨｓは約８５０Ｏｅ、θFは約１２００ｄｅｇ／
ｃｍ、θTは０.０５ｄｅｇ／℃であった。
比がＴｂ1.5Ｈｏ0.2Ｂｉ1.3Ｆｅ4.8Ａｌ0.2Ｏ12なるガ
ーネット膜を得た後、雰囲気中の酸素濃度を０、１０、
２０、３０、５０、７０、１００％とし、１０００℃で
１０時間保持する熱処理を行った後、Ｈｓ、Ｉ.Ｌ.、θ
F、θTを測定した。Ｉ.Ｌ.の結果を図５に示す。これら
試料のＨｓは約８５０Ｏｅ、θFは約１２００ｄｅｇ／
ｃｍ、θTは０.０５ｄｅｇ／℃であった。
【００４０】図５において、熱処理によるＩ.Ｌ.の低減
効果は、熱処理雰囲気の酸素濃度が１０〜１００％の範
囲で明らかに認められる。従って、熱処理雰囲気の酸素
濃度は１０〜１００％が有用といえる。
効果は、熱処理雰囲気の酸素濃度が１０〜１００％の範
囲で明らかに認められる。従って、熱処理雰囲気の酸素
濃度は１０〜１００％が有用といえる。
【００４１】
【発明の効果】本発明によれば、Ｈｓ，Ｉ.Ｌ.，θF，
θTの特性に優れた高性能なビスマス置換型ガーネット
厚膜材料及びその製造方法を得ることができる。
θTの特性に優れた高性能なビスマス置換型ガーネット
厚膜材料及びその製造方法を得ることができる。
【図１】実施例２におけるＴｂ1.7-xＨｏxＢｉ1.3Ｆｅ
4.8Ａｌ0.2Ｏ12なる組成式でのＨｏの置換量ｘと飽和印
加磁場Ｈｓ、挿入損失Ｉ.Ｌ.との関係を示す図。図１
（ａ）は、ｘとＨｓの関係を示す図。図１（ｂ）は、ｘ
とＩ.Ｌ.との関係を示す図。
4.8Ａｌ0.2Ｏ12なる組成式でのＨｏの置換量ｘと飽和印
加磁場Ｈｓ、挿入損失Ｉ.Ｌ.との関係を示す図。図１
（ａ）は、ｘとＨｓの関係を示す図。図１（ｂ）は、ｘ
とＩ.Ｌ.との関係を示す図。
【図２】実施例３における、Ｔｂ2.8-yＨｏ0.2ＢｉyＦ
ｅ4.8Ａｌ0.2Ｏ12なる組成式でのＢｉの置換量ｙとファ
ラデー回転能θF、挿入損失Ｉ.Ｌ.との関係を示す図。
図２（ａ）は、ｙとθFの関係を示す図。図２（ｂ）
は、ｙとＩ.Ｌ.との関係を示す図。
ｅ4.8Ａｌ0.2Ｏ12なる組成式でのＢｉの置換量ｙとファ
ラデー回転能θF、挿入損失Ｉ.Ｌ.との関係を示す図。
図２（ａ）は、ｙとθFの関係を示す図。図２（ｂ）
は、ｙとＩ.Ｌ.との関係を示す図。
【図３】実施例４における、Ｔｂ1.5Ｈｏ0.2Ｂｉ1.3Ｆ
ｅ5-aＡｌaＯ12なる組成式でのＡｌの置換量ａと飽和印
加磁場Ｈｓ、ファラデー回転の温度係数θTとの関係を
示す図。図３（ａ）は、ａとＨｓとの関係を示す図。図
３（ｂ）は、ａとθTの関係を示す図。
ｅ5-aＡｌaＯ12なる組成式でのＡｌの置換量ａと飽和印
加磁場Ｈｓ、ファラデー回転の温度係数θTとの関係を
示す図。図３（ａ）は、ａとＨｓとの関係を示す図。図
３（ｂ）は、ａとθTの関係を示す図。
【図４】実施例５における、熱処理温度と挿入損失Ｉ.
Ｌ.の関係を示す図。
Ｌ.の関係を示す図。
【図５】実施例６における、熱処理雰囲気の酸素濃度と
挿入損失Ｉ.Ｌ.の関係を示す図。
挿入損失Ｉ.Ｌ.の関係を示す図。
Claims (4)
- 【請求項１】 ガーネット基板上に、液相成長法により
育成したＴｂ，Ｈｏ，Ｂｉ，Ｆｅ，Ａｌを主成分とする
ガーネット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、前記単結晶厚膜の組成比が、Ｔｂ
3-x-yＨｏxＢｉyＦｅ5-aＡｌaＯ12なる化学式で示さ
れ、ｘ＝０〜０.４５，ｙ＝０.９〜１.５，ａ＝０.０５
〜０.４５である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】 前記単結晶厚膜は、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、９００〜１１２０℃
の温度範囲で熱処理することを特徴とする請求項１また
は２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、１０〜１００％の雰
囲気の酸素濃度範囲で熱処理することを特徴とする請求
項１〜３のいずれかに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 |
|---|---|---|---|
| JP26482497A JPH1192290A (ja) | 1997-09-10 | 1997-09-10 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP26482497A JPH1192290A (ja) | 1997-09-10 | 1997-09-10 | 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 |
|---|---|
| JPH1192290A true JPH1192290A (ja) | 1999-04-06 |
Family
ID=17408724
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26482497A Withdrawn JPH1192290A (ja) | 1997-09-10 | 1997-09-10 | 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) | JPH1192290A (ja) |
-
1997
- 1997-09-10 JP JP26482497A patent/JPH1192290A/ja not_active Withdrawn
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0513916B2 (ja) | ||
| WO2003000963A1 (fr) | Substrat permettant de former une couche mince de monocristal de grenat magnetique, dispositif optique et procede de production associe | |
| US6542299B2 (en) | Material for bismuth substituted garnet thick film and a manufacturing method thereof | |
| CN114318536B (zh) | 铋掺杂稀土铁石榴石单晶薄膜、其制备方法以及光学器件 | |
| JPH09202697A (ja) | Ｂｉ置換型ガーネットの製造方法 | |
| JPH1192290A (ja) | ビスマス置換型ガーネット厚膜材料及びその製造方法 | |
| JP3490143B2 (ja) | 酸化物ガーネット単結晶 | |
| JPH11100300A (ja) | ビスマス置換型ガーネット材料及びその製造方法 | |
| JP2000086396A (ja) | ビスマス置換型ガーネット厚膜材料及びその製造方法 | |
| JPH1192291A (ja) | ビスマス置換型ガーネット厚膜材料及びその製造方法 | |
| JP3217721B2 (ja) | ファラデー素子及びファラデー素子の製造方法 | |
| JP3649935B2 (ja) | 磁性ガーネット材料およびそれを用いたファラデー回転子 | |
| JPH11263700A (ja) | ビスマス置換型ガーネット厚膜材料及びその製造方法 | |
| JPH11260621A (ja) | ビスマス置換型ガーネット厚膜材料及びその製造方法 | |
| JPH11116396A (ja) | ビスマス置換型ガーネット材料及びその製造方法 | |
| JPH11260622A (ja) | ビスマス置換型ガーネット厚膜材料及びその製造方法 | |
| JP3917859B2 (ja) | ファラデー回転子 | |
| JPH1192292A (ja) | ビスマス置換型ガーネット単結晶厚膜材料及びその製造方法 | |
| JPH11268993A (ja) | ビスマス置換型ガーネット厚膜材料及びその製造方法 | |
| JP2009013059A (ja) | ビスマス置換型ガーネット厚膜材料及びその製造方法 | |
| JPH0354454B2 (ja) | ||
| JPH11268992A (ja) | ビスマス置換型ガーネット厚膜材料及びその製造方法 | |
| JP2543997B2 (ja) | ビスマス置換酸化物ガ―ネット単結晶およびその製造方法 | |
| JP2742537B2 (ja) | 磁気光学薄膜およびその製造方法 | |
| JP2756273B2 (ja) | 酸化物ガーネット単結晶およびその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A761 | Written withdrawal of application |
Effective date: 20050720 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 |