JPS59907A - 磁気バブル素子用磁性膜 - Google Patents
磁気バブル素子用磁性膜Info
- Publication number
- JPS59907A JPS59907A JP57109495A JP10949582A JPS59907A JP S59907 A JPS59907 A JP S59907A JP 57109495 A JP57109495 A JP 57109495A JP 10949582 A JP10949582 A JP 10949582A JP S59907 A JPS59907 A JP S59907A
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- JP
- Japan
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- magnetic
- film
- bubble
- thin film
- garnet
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- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
- H01F10/08—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers
- H01F10/10—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition
- H01F10/18—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being compounds
- H01F10/20—Ferrites
- H01F10/24—Garnets
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
本発明は、円筒磁区を磁気記憶媒体とする磁気バブル装
置用の磁性膜の組成に関し、特に該磁性膜の結晶特性の
光学的測定を容易にしようとするものである。
置用の磁性膜の組成に関し、特に該磁性膜の結晶特性の
光学的測定を容易にしようとするものである。
技術の背景
磁気バブル装置のバブル用基板としては非磁性基゛板上
にバブル発生、保持、伝播を司る磁１生薄膜をエピタキ
シャル成長させたものが広く用いられている。この磁性
薄膜としてはフェリ磁性体であるイツトリウム・アイア
ン・ガーネット（Ｙ Ｉ Ｇ’）の組成Ｙ３Ｆｅｅ ０
１２のうち、イツトリウムＹ３とと鉄Ｆｅｓの一部を他
の物質に置換することで磁気バブル素子用として優れた
特性を持たせたものが種々報告されている。この磁性薄
膜には種々の特性が要求され、バブル径に関与する飽和
磁化及び異方性定数、バブル移動度、デバイスの温度特
性に関係するキエーリ一温度及び縞磁区幅Ｓｗ及び消減
磁界＋１ｃｏ＋の温度係数などがその一例であるが、こ
の他にファラデー回転角などの光学的特性も重要である
。即ち磁気バブル装置ではバブルの挙動を目視観察して
研究、設計、障害除去などをするが、これには該バブル
が見えるようになるための偏光特性、を持つ具体的には
ファラデー回転角が大であることが望ましい。
にバブル発生、保持、伝播を司る磁１生薄膜をエピタキ
シャル成長させたものが広く用いられている。この磁性
薄膜としてはフェリ磁性体であるイツトリウム・アイア
ン・ガーネット（Ｙ Ｉ Ｇ’）の組成Ｙ３Ｆｅｅ ０
１２のうち、イツトリウムＹ３とと鉄Ｆｅｓの一部を他
の物質に置換することで磁気バブル素子用として優れた
特性を持たせたものが種々報告されている。この磁性薄
膜には種々の特性が要求され、バブル径に関与する飽和
磁化及び異方性定数、バブル移動度、デバイスの温度特
性に関係するキエーリ一温度及び縞磁区幅Ｓｗ及び消減
磁界＋１ｃｏ＋の温度係数などがその一例であるが、こ
の他にファラデー回転角などの光学的特性も重要である
。即ち磁気バブル装置ではバブルの挙動を目視観察して
研究、設計、障害除去などをするが、これには該バブル
が見えるようになるための偏光特性、を持つ具体的には
ファラデー回転角が大であることが望ましい。
従来技術と問題点
微小バブルが安定に存在し、バブル移動度μｄが大きく
、かつ良好な温度特性を有する磁性薄膜には本出願人が
開発し特開昭５２−８１５９５号公報で開示された組成
Ｙ３−ｙ−２−ｘとＣａｙ Ｓｍｘ Ｔｍ’ｘ２ Ｆｅ５− ｙ Ｇｅｙ ０１２１０．２≦Ｘ≦０．５
，０．５≦ｙ≦０．８５なる磁性材料がある。しがしこ
れは、フプラ・デー回転係数が小さいために、バブル径
ｄが小さいデバイスではこれと比例関係で磁性薄膜の膜
厚りが薄くなるのでファラデー回転角が小になりバブル
観察が非常に困難になる。即ちファラデー回転角θＦは
同回転係数φＦ と膜厚りとの間にθ、＝φ２・ｈ
・・・・・・・・・Ｑ）なる関係があるので
、φ２一定としても膜厚りが薄くなるほどθＦは小さく
なり、偏光の程度が小になって結晶特性の光学的な測定
が雌しくなるから微小バブル用磁性薄膜はどファラデー
回転係数φ２は大であることが望まれる。
、かつ良好な温度特性を有する磁性薄膜には本出願人が
開発し特開昭５２−８１５９５号公報で開示された組成
Ｙ３−ｙ−２−ｘとＣａｙ Ｓｍｘ Ｔｍ’ｘ２ Ｆｅ５− ｙ Ｇｅｙ ０１２１０．２≦Ｘ≦０．５
，０．５≦ｙ≦０．８５なる磁性材料がある。しがしこ
れは、フプラ・デー回転係数が小さいために、バブル径
ｄが小さいデバイスではこれと比例関係で磁性薄膜の膜
厚りが薄くなるのでファラデー回転角が小になりバブル
観察が非常に困難になる。即ちファラデー回転角θＦは
同回転係数φＦ と膜厚りとの間にθ、＝φ２・ｈ
・・・・・・・・・Ｑ）なる関係があるので
、φ２一定としても膜厚りが薄くなるほどθＦは小さく
なり、偏光の程度が小になって結晶特性の光学的な測定
が雌しくなるから微小バブル用磁性薄膜はどファラデー
回転係数φ２は大であることが望まれる。
発明の目的
本発明は、（Ｙ Ｃａ Ｓｍ Ｔｍ）３（Ｆｅ Ｇｅ
）５０１２系磁性膜のバブル安定性および移動度μｍを
劣化させることなくそのファラデー回転係数φ１を高め
、バブルの光学的観察を容易にしようとするものである
。
）５０１２系磁性膜のバブル安定性および移動度μｍを
劣化させることなくそのファラデー回転係数φ１を高め
、バブルの光学的観察を容易にしようとするものである
。
発明の構成
本発明の磁気バブル用磁性膜は、化学式Ｙ ３− Ｘ−
ｙ−ｚ−ｐ Ｓｍｘ Ｔｍｙ Ｂｉｐ Ｃａｚ Ｆ
ｅ５−ｚ Ｇｅｚ ０１□で表わされる組成を持ち、ガ
ドリニウムガリウムガーネット基体上にエピタキシャル
成長されてその成長層に垂直な一軸磁気異方性を有する
磁性ガーネット膜で、上記のｘ＋ ｙ＋ ｚ＋
ｐがそれぞれ０．２５≦Ｘ≦０．６．１．０≦ｙ≦１．
５．０．３≦２≦０．５５．０．２≦ｐ≦０．４の範囲
にあることを特徴とするものである。
ｙ−ｚ−ｐ Ｓｍｘ Ｔｍｙ Ｂｉｐ Ｃａｚ Ｆ
ｅ５−ｚ Ｇｅｚ ０１□で表わされる組成を持ち、ガ
ドリニウムガリウムガーネット基体上にエピタキシャル
成長されてその成長層に垂直な一軸磁気異方性を有する
磁性ガーネット膜で、上記のｘ＋ ｙ＋ ｚ＋
ｐがそれぞれ０．２５≦Ｘ≦０．６．１．０≦ｙ≦１．
５．０．３≦２≦０．５５．０．２≦ｐ≦０．４の範囲
にあることを特徴とするものである。
発明の実施例
本発明ではイツトリウム・アイアン・ガーネットＹ ３
Ｆｅ５Ｏ１２のイツトリウムＹ３の一部をサマリウム
Ｓｍ、ツリウムＴ ｍ 、カルシウムＣａで置換し且つ
鉄Ｆｅｓの一部をゲルマニウムで置換したＹ３−ｙ −
、ｘ Ｃａｙ Ｓｍｘ Ｔｍ−；ｘ Ｆｅａ−ｙ
Ｇｅｙ ０＋２゜０、２ ＜ ｘ≦０．５，０．５＜ｙ
≦０．８５なる組成の磁性薄膜にビスマスＢｉを加えて
ファラデー回転係数を改善する。ビスマスＢｉを加えた
分は（ＹＣａＳＷＩＴＩｌｌ）３から差引く。こうして
なる組成（ＹＳ＋＋＋ＴｍＢ１ Ｃａ）３ （Ｆｅ Ｇ
ｅ ）５０１２の単結晶薄膜は各成分の酸化物であるＹ
２Ｏ３，５１１１２０３，Ｔｍ２Ｏ３，Ｂｉ２Ｏ３、Ｃ
ａＣＯ３，Ｐｅ２０３． ＧｅＯ２（いずれも粉末）を
所要量混合して溶媒中に熔解し、この溶液から液相エピ
タキシャル（ＬＰＥ）法により育成する。
Ｆｅ５Ｏ１２のイツトリウムＹ３の一部をサマリウム
Ｓｍ、ツリウムＴ ｍ 、カルシウムＣａで置換し且つ
鉄Ｆｅｓの一部をゲルマニウムで置換したＹ３−ｙ −
、ｘ Ｃａｙ Ｓｍｘ Ｔｍ−；ｘ Ｆｅａ−ｙ
Ｇｅｙ ０＋２゜０、２ ＜ ｘ≦０．５，０．５＜ｙ
≦０．８５なる組成の磁性薄膜にビスマスＢｉを加えて
ファラデー回転係数を改善する。ビスマスＢｉを加えた
分は（ＹＣａＳＷＩＴＩｌｌ）３から差引く。こうして
なる組成（ＹＳ＋＋＋ＴｍＢ１ Ｃａ）３ （Ｆｅ Ｇ
ｅ ）５０１２の単結晶薄膜は各成分の酸化物であるＹ
２Ｏ３，５１１１２０３，Ｔｍ２Ｏ３，Ｂｉ２Ｏ３、Ｃ
ａＣＯ３，Ｐｅ２０３． ＧｅＯ２（いずれも粉末）を
所要量混合して溶媒中に熔解し、この溶液から液相エピ
タキシャル（ＬＰＥ）法により育成する。
具体的には上記粉末を溶媒と共にるつぼに入れ、加熱熔
融して攪拌し、エビ成長温度に降温させたのち該融液に
ＧＧＧ基板を浸してエビ成長させる。
融して攪拌し、エビ成長温度に降温させたのち該融液に
ＧＧＧ基板を浸してエビ成長させる。
図面はこれを示すもので基板ｌは組成Ｇｄ５ＧａｓＯ！
２のガドリニウム・ガリウム・ガーネット（ＧＧＧ）非
磁性基板、２は該基板上にエビ成長した磁性薄膜である
。使用する溶媒つまりフラックスはＰｂＯとＢ１２Ｏ３
の混合物で、これらと上記の原料酸化物を炉中で溶解混
合し、その過飽和溶液中に基板１を浸漬して薄膜２を数
μｍ程度の厚みに育成する。フラックスは周知のように
熔解温度を低めるもので、これを使用しないと本例では
溶解に１７００℃以上を要するが、フラックスを使用す
るとこれを１０００℃以下に下げることができる。
２のガドリニウム・ガリウム・ガーネット（ＧＧＧ）非
磁性基板、２は該基板上にエビ成長した磁性薄膜である
。使用する溶媒つまりフラックスはＰｂＯとＢ１２Ｏ３
の混合物で、これらと上記の原料酸化物を炉中で溶解混
合し、その過飽和溶液中に基板１を浸漬して薄膜２を数
μｍ程度の厚みに育成する。フラックスは周知のように
熔解温度を低めるもので、これを使用しないと本例では
溶解に１７００℃以上を要するが、フラックスを使用す
るとこれを１０００℃以下に下げることができる。
この種フランクスとしてはＰｂＯと８２０３が使用され
るが、本発明ではこのＢ２Ｏ３の代りにＢ１２Ｏ３を用
いた。Ｂｉは本発明では単結晶薄膜の１成分となるもの
であるが、融液中で蒸発しやすいのでフラックスの一部
として多量に用い、蒸発しても所要量が残留するように
した。次に実施例を挙げる。
るが、本発明ではこのＢ２Ｏ３の代りにＢ１２Ｏ３を用
いた。Ｂｉは本発明では単結晶薄膜の１成分となるもの
であるが、融液中で蒸発しやすいのでフラックスの一部
として多量に用い、蒸発しても所要量が残留するように
した。次に実施例を挙げる。
実施例１
結晶成分酸化物と溶媒を表１の試料番号ＢＹＳＴ １に
示されるモル数（ｍｏｌ）とグラム数（ｇｒａｍ）で混
合、溶解し、８５６℃でＧＧＧ基板にエビ成長させて組
成Ｙ、０３ＩＩＩ０，２８ Ｔ１．ａｌＢｉｏ、ｓｏ
Ｃａｏ、５＋ Ｆｅｉ、＋９Ｇｅｏ、５１０１２の磁性
薄膜２を育成した。
示されるモル数（ｍｏｌ）とグラム数（ｇｒａｍ）で混
合、溶解し、８５６℃でＧＧＧ基板にエビ成長させて組
成Ｙ、０３ＩＩＩ０，２８ Ｔ１．ａｌＢｉｏ、ｓｏ
Ｃａｏ、５＋ Ｆｅｉ、＋９Ｇｅｏ、５１０１２の磁性
薄膜２を育成した。
実施例２
結晶成分酸化物と溶媒を表１の試料番号ＢＹＳＴ ２に
示されるモル数とグラム数で混合、熔解し、８５６℃で
ＧＧＧ基板にエビ成長させて組成Ｙ。、５ｏＳｍＯ，４
４Ｔｍ＋、２ｓ Ｂｉｏ、ｓｏ ＣａＯ，ｓ＋ Ｆｅ４
，４９Ｇｅｏ、５＋ ０＋２の磁性薄膜２を育成した。
示されるモル数とグラム数で混合、熔解し、８５６℃で
ＧＧＧ基板にエビ成長させて組成Ｙ。、５ｏＳｍＯ，４
４Ｔｍ＋、２ｓ Ｂｉｏ、ｓｏ ＣａＯ，ｓ＋ Ｆｅ４
，４９Ｇｅｏ、５＋ ０＋２の磁性薄膜２を育成した。
実施例３
結晶成分酸化物と溶媒を表１の試料番号ＢＹＳＴ ４に
示されるモル数とグラム数で混合、熔解し、８６７℃で
ＧＧＧ基板にエビ成長させて組成Ｙ０．５゜Ｓｍｏ、ｓ
＋Ｔｍ＋、＋ｓ Ｂｉｏ、ｓｏ Ｃａｏ、ｓ＋ Ｆｅ４
．４９Ｇｅｏ、ｓ＋ ０＋２の磁性薄膜２を育成した。
示されるモル数とグラム数で混合、熔解し、８６７℃で
ＧＧＧ基板にエビ成長させて組成Ｙ０．５゜Ｓｍｏ、ｓ
＋Ｔｍ＋、＋ｓ Ｂｉｏ、ｓｏ Ｃａｏ、ｓ＋ Ｆｅ４
．４９Ｇｅｏ、ｓ＋ ０＋２の磁性薄膜２を育成した。
このようにして育成された磁性薄膜の緒特性を表２に示
す。
す。
表２
下表３はＢＹＳＴ ２の（Ｙ Ｓｍ Ｔｍ Ｂｉ Ｃａ
）３（Ｆｅ Ｇｅ ）５０１２結晶ｌと特開昭５２−８
１５９５に示される（Ｙ Ｓｍ Ｔｍ Ｃａ ）３ （
Ｆｅ Ｇｅ ）５０１２結晶［（ｘ＝０．３）のファラ
デー回転係数φ２、モビリティ（移動度）μｄおよびバ
ブルの安定性を示す特性量（ｑｕａｌｉｔｙ ｆａｃｔ
ｏｒ） Ｑを対比して示したものである。
）３（Ｆｅ Ｇｅ ）５０１２結晶ｌと特開昭５２−８
１５９５に示される（Ｙ Ｓｍ Ｔｍ Ｃａ ）３ （
Ｆｅ Ｇｅ ）５０１２結晶［（ｘ＝０．３）のファラ
デー回転係数φ２、モビリティ（移動度）μｄおよびバ
ブルの安定性を示す特性量（ｑｕａｌｉｔｙ ｆａｃｔ
ｏｒ） Ｑを対比して示したものである。
表３
上表から明らかなように本発明による結晶Ｉは結晶Ｈに
対し２．１倍程度のファラデー回転係数φ。
対し２．１倍程度のファラデー回転係数φ。
を有するが、μｄ、ｑはほぼ同じである。光量の比はφ
Ｆの２乗となるから、偏光顕微鏡で観察する結晶■中の
バブルのコントラストは結晶■の約４倍となる。他の試
料ＢＹＳＴ１． ４についても概ね同様の結果が得られ
た。なおりｉを添加するとファラデー回転係数は負にな
るが、このことはよく知られている。
Ｆの２乗となるから、偏光顕微鏡で観察する結晶■中の
バブルのコントラストは結晶■の約４倍となる。他の試
料ＢＹＳＴ１． ４についても概ね同様の結果が得られ
た。なおりｉを添加するとファラデー回転係数は負にな
るが、このことはよく知られている。
本発明の磁性薄膜は一般式で￥ ３− Ｘ −ｙ −ｚ
−ｐ ５Ｉｌｌｘ Ｔｍｙ Ｂｉｐ Ｃａｚ Ｆｅ
ｅ −ｚ Ｇｅｚ Ｏ，２と表わせるが、置換量Ｘ
、 ｙ、２．ｐはそれぞれ０．２５≦Ｘ≦０．６．１
．０≦ｙ≦１．５．０．３≦２≦０．５５．０．２≦ｐ
≦０．４の範囲がよい。特にビスマスＢｉの置換量ｐが
０．２に満たないとそれによる回転系数φＦの増大効果
は期待できない。またｐ〉０゜４の範囲では磁性薄膜２
の格子定数が大きくなり１ぎて基板１との整合性が悪く
なる。即ちビスマスを加えると格子定数を大にするので
基板との整合がとれず、格子欠陥を生じたりするので、
同様に格子定数を大にする成分を減らしてこれに対処す
ることが考えられるが、該成分減少による悪影響が無視
できない。例えば５Ｉ１１も格子定数を大にするのでこ
れを減らすと整合性は確保できるが、Ｓｍ減少でコリテ
ィファクタｑが小になりバブルの安定性が悪くなる。上
記の例でいうと表３の結晶■はＢｉを入れない既提案の
ものでＱ ＝ ３．１であるのに対し、Ｂｉを入れてＳ
ｍを減らしたＢＹＳＴ ２ではｑ−２．８、これを更に
減らしたＢＹＳＴ １ではｑ＝２．５になる。ファラデ
ー回転係数についてはビスマスを多く入れるのがよいが
、他の特性への悪影響からビスマス量の上限が規制され
る。
−ｐ ５Ｉｌｌｘ Ｔｍｙ Ｂｉｐ Ｃａｚ Ｆｅ
ｅ −ｚ Ｇｅｚ Ｏ，２と表わせるが、置換量Ｘ
、 ｙ、２．ｐはそれぞれ０．２５≦Ｘ≦０．６．１
．０≦ｙ≦１．５．０．３≦２≦０．５５．０．２≦ｐ
≦０．４の範囲がよい。特にビスマスＢｉの置換量ｐが
０．２に満たないとそれによる回転系数φＦの増大効果
は期待できない。またｐ〉０゜４の範囲では磁性薄膜２
の格子定数が大きくなり１ぎて基板１との整合性が悪く
なる。即ちビスマスを加えると格子定数を大にするので
基板との整合がとれず、格子欠陥を生じたりするので、
同様に格子定数を大にする成分を減らしてこれに対処す
ることが考えられるが、該成分減少による悪影響が無視
できない。例えば５Ｉ１１も格子定数を大にするのでこ
れを減らすと整合性は確保できるが、Ｓｍ減少でコリテ
ィファクタｑが小になりバブルの安定性が悪くなる。上
記の例でいうと表３の結晶■はＢｉを入れない既提案の
ものでＱ ＝ ３．１であるのに対し、Ｂｉを入れてＳ
ｍを減らしたＢＹＳＴ ２ではｑ−２．８、これを更に
減らしたＢＹＳＴ １ではｑ＝２．５になる。ファラデ
ー回転係数についてはビスマスを多く入れるのがよいが
、他の特性への悪影響からビスマス量の上限が規制され
る。
発明の効果
以上述べたように本発明によれば、（Ｙ Ｃａ ＳｍＴ
！Ｉ＋）３ （Ｆｅ Ｇｅ ）５０１２系の磁性膜に
ビスマスＢ１を適量添加することで、そのバブル安定性
および移動度を低下させることなくファラデー回転係数
を増加させることができ、バブルの光学的測定が容易に
なる利点がある。
！Ｉ＋）３ （Ｆｅ Ｇｅ ）５０１２系の磁性膜に
ビスマスＢ１を適量添加することで、そのバブル安定性
および移動度を低下させることなくファラデー回転係数
を増加させることができ、バブルの光学的測定が容易に
なる利点がある。
図面は本発明の磁気バブル素子用磁性膜の説明図である
。 図中、１はＧＧＧ基板、２は磁気バブル素子用磁性膜で
ある。 出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 青 柳 稔
。 図中、１はＧＧＧ基板、２は磁気バブル素子用磁性膜で
ある。 出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 青 柳 稔
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 化学式Ｙ ｓ −ｘ −ｙ −ｚ −ｐ Ｓｗ＋ｘ
Ｔｍｙ Ｂｉｐ ＣａｚＦｅＩＩ−ｚ Ｇｅｚ ０
１２で表わされる組成を持ち、ガドリニウムガリウムガ
ーネット基体上にエピタキシャル成長されてその成長層
に垂直な一軸磁気異方性を有する磁性ガーネット膜で、
上記のｘ、ｙ。 ２、ｐがそれぞれ０．２５≦Ｘ≦０．６．１．０ ≦ｙ
≦１．５．０．３≦２≦０．５５．０．２≦ｐ≦０．４
の範囲にあることを特徴とする、磁気バブル素子用磁性
膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57109495A JPS59907A (ja) | 1982-06-25 | 1982-06-25 | 磁気バブル素子用磁性膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57109495A JPS59907A (ja) | 1982-06-25 | 1982-06-25 | 磁気バブル素子用磁性膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59907A true JPS59907A (ja) | 1984-01-06 |
Family
ID=14511698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57109495A Pending JPS59907A (ja) | 1982-06-25 | 1982-06-25 | 磁気バブル素子用磁性膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59907A (ja) |
-
1982
- 1982-06-25 JP JP57109495A patent/JPS59907A/ja active Pending
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