JPS59141495A - ガ−ネツト単結晶厚膜育成方法 - Google Patents

ガ−ネツト単結晶厚膜育成方法

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JPS59141495A
JPS59141495A JP58015662A JP1566283A JPS59141495A JP S59141495 A JPS59141495 A JP S59141495A JP 58015662 A JP58015662 A JP 58015662A JP 1566283 A JP1566283 A JP 1566283A JP S59141495 A JPS59141495 A JP S59141495A
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JP
Japan
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garnet
film
thick film
single crystal
concentration
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JP58015662A
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Taketoshi Hibiya
孟俊 日比谷
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B19/00Liquid-phase epitaxial-layer growth
    • C30B19/02Liquid-phase epitaxial-layer growth using molten solvents, e.g. flux
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/16Oxides
    • C30B29/22Complex oxides
    • C30B29/28Complex oxides with formula A3Me5O12 wherein A is a rare earth metal and Me is Fe, Ga, Sc, Cr, Co or Al, e.g. garnets

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ノア2デー回転効果を利用した光アイソレー
タ、サーキュレータまたはスイッチなどに用いられる磁
気光学素子用磁性ガーネット材料の製造方法に関する。
近時、光フアイバー通信技術の進歩は目ざましい。低損
失7アイバーと長時間連続発振可能な半導体レーザの開
発により、光フアイバー通信技術は通信量の増加に対応
し安価でしかも高品質の通信手段を提供する手段として
期待されている。
しかしながら、光伝送路の途中に設けられるスイッチ等
の部品から反射される戻り光が光源である半導体レーザ
に入るとレーザ発振の安定性を損うという大きな問題が
ある。
この問題の解決のために、光アイソレータをレーザー光
源の後段に設けることが提案されている。
13〜18μmの長波長帯用光アイソレータとしては、
電子通信学会技術研究報告0QE78−133に報告さ
れているように1強磁性体であるイツトリウム−鉄−カ
ーネット(Y3FesOxz 、 YIG )の7アラ
デー効果を用りたものが提案されている。この報告で用
いられているYIGは72ヴクス法で育成されたバルク
単結晶である。
しかしながら、バルク単結晶を用いる方法は原材料コス
トが著しく高く、光アイソレータの普及を阻げている。
この解決のために、特願昭55−93449および特願
昭55−126239に開示されるような非磁性ガーネ
ット基板の上にエビタキシャル成長させたガーネット厚
膜の採用が提案されている。
光アイソレータではこのガーネット厚膜を円筒状の磁石
の中に置き、直線偏光した光をそのガーネット厚膜の中
を膜面と平行忙透過させるとその出射光の偏光面が回転
するように構成されている。
このようにバルク単結晶に代えてエビクーt”/ヤル成
長された単結晶厚膜を用いることにより、原材料コスト
を引き下けることが可能となった。
膜厚としては、シングルモード7アイバ用ニは200μ
mが、マルチモードファイバ用ニハ5ooμmが必要で
ある。また、膜面と垂直に光を入射させたときに入射直
線偏光の偏光面を45°回転させるに足りる厚さのエピ
タキシャル膜が得られれば。
膜面に垂直に光を入射させる方式の光アイクレータがエ
ピタキシャル膜を用いて作成可能である。
膜育成用の基板の方位としては0通常は(nl)が用い
られている。これは、基板に用いられるガドリニウム・
ガリウム・ガーネット膜キサイド)を引き上げ方向とし
て育成され、これより基板用ウェルが垂直に切り出され
るからである。
(111)成長エビタキシャルガーネシト厚膜金、光ア
イソレータlとのファラデー回転子として用いる場合の
問題点は、厚膜の育成温度と膜厚とによってはg成用融
液がフランクスインクルージョンとして膜中に取り込ま
れることである。本発明渚の実験tCよれはフラックス
インクルージヨン生成の布陣は厚膜の表面形態と密接に
関係のあることが判っ友。第1図に示すよ5に、ガーネ
ット厚膜の表面形態には、膜厚および肖成温度によって
鏡面3、脈!2および渦巻1の3種類があることが↑:
]った7、仁のうち、「渦巻」が現われるときには必ず
フラックスインクルージヨンヲ伴っていた。例えVl、
第1図においては、表面形態としてU脈理j七r゛渦巻
コとの境界11f1.、成長温度が960 Cにおいで
は2ooAmである。すなわち960uCにおい′Cは
膜厚が200/ltm以上となると、あるいは膜厚が2
001onでちっても960“′C以上で0欣すると、
表面形態tよ「渦巻」とlリフシックスインクルージョ
ンを生う′る。した〃:って、これらの条件では7ンソ
クスインクルージヨン′f:伴なわな い高品質の磁気
光学素子用材料を得ることができな力Sつた。
一方 ガーネット膜の吸収4爪数鉱成長温度が高いtl
と低く、より高い温度、と< K 10(10″C以上
て育成されることが望まれる。
本発明の目的は、フラックスインクルージヨンを伴なわ
ない高品質のガーネッ)/〒R分を広いrJy長漉度範
囲で再現性良く得る方法紮提伊=することにある。
本発明の原理り、ガーネット厚膜を育成する際に用いる
融液の組成、特にpboと131)との比を18 調節して、*を育成することにある。第11841は、
pboとり)8とのモル比(Pbo)/(B2c)8]
 = pを77=15.6とした融液から育成した場合
での表面形態であるが、本発明渚の実験結果によればp
kこれより小さくしてゆくと、第2図に示すようにそれ
ぞれの表面形態間の境界線は高温および高膜厚側に移動
してゆく仁とが判った。tなわち第2図中の31.12
.13.14.15.16はpがそれぞれ156゜す、
t fr−21,22,23,24,25,vj: p
がそy’tぞれ15A5゜14、12.10.8のとき
の脈j′I!Jと鏡面との境界である。■の値を14v
下とすると、10(10”C以上の温度で育成11Cも
200ylt m の膜厚において表面形態はなお脈仰
に貿寸り、渦巻は出現することl〈[7たがってフラッ
クスインクルージヨン金主ずることがなかりT、 。
すなわち、本発明(・ユ非磁性ガーネ・yト単結晶基板
上へのガーネット厚膜の液相エピタキシャル法によるf
f成(′こおいて、1敦液中のpi・07にH瓜とB、
、0.改変とのモル比IF?bO〕/′〔B20.〕−
rがP≦14である融液より育成するガーオソト単結晶
りツ膜肖りシカ法である 以下に×施ぜ1j金用いて本発明を詳細VC税胸−Jイ
)。
実施例 表に示゛すようZ 77−=’8.0となる組成の融液
を用いて、HJ(1+l C[オい”’C414気光字
索子用に dO,2Y 28P゛θ5(Lカ・−ネット
Jv膜を非(d性カドリニ゛り人・ガリウム・ガーネッ
ト基板上に25ψハ1のtlさに汀成したところ、狭面
形態は「脈:B!!Jてありフラックスインクルージシ
ンは生ずることがなかった。このガーネット厚膜から切
り出したチックを用いて、光アイソレータ および磁気
光学スイッチ7作ることができた。
実施例 表に示すようap=13Ajとなる組成の融液を用い゛
〔,1ooo’cにおいて磁気光学素子用Ga a11
’dssF’ U 、 (J、□カーイツトツク脱を非
磁性ガドリニウム・ガリウム拳ガーネット基板上に、2
(J(1μm//)厚さに育成したところ、表面形態は
1−脈理」てあり、7シツクスインクルジヨンfi生ず
ることがなかった。このガーネットJ厚l換から切り出
したチップを用いて、光アイソレータおよび磁気光学ス
イッチを作ることかで@た。
実施例 表に示すよりなP=14.0となる組成の融液を用いて
1000°CV(おいてカーネット厚[r育成したとこ
ろ、20117niの厚さにしたときの表面形態は「脈
理」であり、フランクスインクルジロンは生ずることが
なかった。このガーネット厚膜から切りfi! シ>r
ヲノブを用いて、光アイソレータおよび磁気光学スイッ
チ全作ることができた。
比較例1 表に示すようなI)=1.4.2となる組成σ)融Al
iを用いて1O0C;’Cにおいて2001p厚の7ト
ツト厚膜を育成1−たところ表面形態は「渦巻」となり
、フラックス インクルージヨンを生じfcoこのため
、この200fim J甲膜よt)切り出したチップを
用いても光アイソレータもしくは磁気光学スイッチケ1
′1ろことができケかり1こ。
(注);’z:l、−表中の各数字は各酸化物のモルチ
を衣ゎず。
【図面の簡単な説明】
81図は、融液中のpboとBOとのモル比を  8 15.6とした融液から育成したガーネット厚膜の表面
形態図。 第1図で1,2および3は表面形態としてそれぞれ渦巻
、脈理および鏡面を示す。また11および21は、それ
ぞれ表面形態が渦巻と脈理との境界および「脈理jと「
鏡面Jとの境界を示す。 第2図は、ガーネット膜育成温度およびガーネット膜と
表面形態との関係図。第2図で11.12゜13、14
.15および16盲融液中ノPboト1鴇とのモル比が
、それぞし’15.6.14.12.10.8$−!U
13の時の渦巻と脈理との境界を示す。21.22.2
3゜24および25は融液中のflboとB2 o!1
のモル比が、それぞれ15.6.14.12.10およ
びBct)Q(Df脈川用「鏡面jとの境界を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 非磁性ガーネット単結晶基板上へのガーネット厚膜の液
    相エピタキシャル法による育成において。 融液中のPho濃度とB2O3濃度とのモル比(Pbo
    )/[B203) = 1’がP≦14である融液より
    育成することを特徴とするガーネット単結晶厚膜育成方
    法。
JP58015662A 1983-02-02 1983-02-02 ガ−ネツト単結晶厚膜育成方法 Granted JPS59141495A (ja)

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