JPS60145997A - 磁気ガ−ネツト材料の育成法 - Google Patents

磁気ガ−ネツト材料の育成法

Info

Publication number
JPS60145997A
JPS60145997A JP59002905A JP290584A JPS60145997A JP S60145997 A JPS60145997 A JP S60145997A JP 59002905 A JP59002905 A JP 59002905A JP 290584 A JP290584 A JP 290584A JP S60145997 A JPS60145997 A JP S60145997A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
melt
film
garnet
substrate
growth
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.)
Pending
Application number
JP59002905A
Other languages
English (en)
Inventor
Taketoshi Hibiya
孟俊 日比谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
Priority to JP59002905A priority Critical patent/JPS60145997A/ja
Publication of JPS60145997A publication Critical patent/JPS60145997A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Thin Magnetic Films (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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ファラ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
気光学素子用母性ガーネット材料およびバブル°素子材
料の製造方法に関する。
(従来技術とその問題点) 近時、光フアイバー通信技術の進歩は目ざましい。低損
失ファイバーと長時間連続発撥可能なヰ導俸レーザの開
発ζこより、光フアイバー通信技術は通信量の増7J[
Ilこ対応し安価でしかも高品質の通信を提供する手段
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
光源である半導外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か提案されでいる。
1.3〜1.8/1m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(JQF、78−13
31こ報告されているようζこ、強磁性不であるイア1
−リウム・鉄・ガーネット(Y3 F’e、 (J12
 、 Y I G )のファラデー効果を用いたものが
提案されている。
この報告で用いられているYIG4;Jフランクス法で
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、元アイソレークの箸及を阻けている。
この解決のために、t4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ピタキシャル成長させたガーネット
厚膜の採用が提案さイt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lこ透過させるとその出射光の偏光面が
回転するよう船こ構成されている。
このようにバルク単結晶に代えてエピタキシャル成長さ
れた。単結晶厚膜を用いることにより、原材料コストを
引き下げることが可能となった。
膜厚としては、膜面と平行に光を入射させる方式の場合
、シングルモードファイバ用ζこは200μmが、マル
チモードファイバ用ζこは500μm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
アイソレータかエピタキシャル膜を用いて作成可能であ
る。また薄膜を用いて光を導波させて用いる光アイソレ
ータも提案されている。
エピタキシャル成長させたカーネット膜をこのような磁
気光学素子として用いる場合、ファラデー回転係数が大
きい材料を用いれば光路長を小さくすることができ、素
子をより小型化することが可能である。Bi装置4勢さ
せたカーネットは、)アラチー回転係数の大きい材料で
あり、特Oこ希土類イオンとしてGc13+を用いる場
合にけジャーナル・オブ・アブライドフィジクス(Jo
urnal ofApplied Physics) 
第44巻、4789−<−ジ(1973年)およびジャ
パニーズ・ジャーナル・オブ・アブライドフィジクス(
Japanese Jour−nall of App
lied Physics)第13巻、1663ページ
(’1.974年)に開示されているように、大量にB
iを固溶させることができしかも優れた性能指数(ファ
ラデー回転係数と吸収係数との比)を示すことが知られ
ている。したがって、大量にB1を含むカーネット膜が
得られれば優れた磁気光学素子材料となる。
しかしながら、Biを含む面相エビタキソヤル(LPE
)ガーネット膜を育成する場合の問題点は、第7回日本
応用磁気学会学術講演概要集29ページをこ開示される
ようtご、LPE膜成長後に育成用融液が多産ζこ残留
することである。本発明者の実験によればf 1111
成長面としたとき、この傾向は強い。このため成長後の
ウェハの表面を硝酸で洗浄したとしても、残留融液か固
化するまでの間にガーネットや異相が析出することから
、表面は必すしも平坦ではなく突起が生じてしまう。こ
の突起はガー不ッl′−膜の欠陥であり、表面をこプリ
ズムを接触させてレーザ光を膜に導波させる場合〔こは
、プリズムによる入射光の結合が不可能となる。膜を充
分に厚く成長させて、残留融液ζこよる欠陥を研摩で除
去したとしても、プリズム結合による導波か不可能な状
顔では、材料の評価は困難である。融液の残留は低温で
のLPK成長、%に800℃以下において極めて顕著で
あり、Biを多斌−こ固溶させるために育成温度を下げ
ると問題はより深刻になる。またガーネットLPE膜を
バブル素子材料として用いる場合にも表面の欠陥は素子
の歩留りを低下させるので問題である。
(発明の目的) 本発明の目的は液相エピタキシャル成長佼において残留
融液の除去か容易である。磁気カーネット材料の胃酸方
法を提供することである。
(発明のもととなった実験事実) 本発明者は、Biを含むカーネット単結晶族のLPE法
における育成の実験の過程で、基板となる非磁性ガーネ
ットの面方位を変えることにより、成長後の融液の除去
のされ方が変化することに着目して本発明をなすに至っ
た。
(発明の原8り 本発明の原理を以丁に示す。第1表に示すような組成の
酸化物を白金堆#i1に精秤し、100t)℃て6時間
攪拌し融液を均一にした。1000℃の幅面を冷却した
白金堆堝に急冷し、約100ηの小塊を作った。一方、
エピタキシャル成長用Qこ無歪研磨され(111]、(
001)、(110+および+ 2111面を表面とす
るガドリニウム・カリウム・カーネット(Gd3 Ga
g 01t: GGG ) 4結晶基似を用慧した、こ
の表面に前記融液の急冷小塊約100179を載せ、グ
ラファイトサセプタ上で高周波加熱した。
融液の温度が液相温度以上になると、融液は完全ζこ均
一になり、基板表面の結晶学的な方位に応じた接触角を
もって基板と接した。この様子を第1図および第2表1
こ示す。すなわち、基板面が+0011あった。また、
LPEガーネット膜はGGGよりも濡れ易く、(111
)膜の接触角はほぼOoであった。このことは基板面と
融液との濡れやすさの関係は第2表の最下欄に示すよう
であることを示している。すなわち、この傾向は基板面
として(001)や(1111を用いた場合着こ、L−
PE成長後にウェハを高速で回転しても融液が除去され
に< <、(110)や+ 2111を用いた場合醗こ
は融液の除去が極めて容易であるという事笑(第2図)
とも一致している。
これらの現象はGGGの表面張力および融液との固液界
面張力が面方位lこより異なっていることを意味してい
る。
すなわち、本発明の要旨はP−bo−B i 203 
融剤もしくはPb0−B i、 03−B2O,糸融剤
より非磁性ガーネット単結晶基板に液相エピタキシャル
法により育成され、成長後前成用融液の残留がない磁気
ガーネット材料を得るために盛長基板面を[01もしく
は(2111とする育成法である。
(実施例) 以下に実施例を用いて本発明の詳細な説明する。
実施例1 第1表に示す組成の融液を用いて、720C1こおいて
(11010GG基板上に(Lu13 i )s Fe
50+2ガーネツトLPE膜を育成した。必要な時間だ
け基板を融液に浸漬し回転し育成を行った後、基板をm
欲より取り出し350 r pmで1分間回転し、ウェ
ハを炉外ζこ取り出したところ、第2図(Vζこ示すよ
うにLPB膜の表面には融液の残留が見られず、融液の
残留による116欠陥は生じなかった。
実施例2 第1表に示すm成の融液を用いて、680℃において(
21110GG基板上に(LuB i )3Fei 0
12ガーネツトLPE膜を育成した。必要な時間だけ基
板を融液に浸漬し回転し育成を行った後、基板を融液よ
り取り出し350 r pmで1分間回Il云し、ウェ
ハを炉外に取り出したところ第2図(3)に示すように
LPE膜の表面には融液の残留が見られず、Mlの残留
による膜欠陥は生じなかった。
比較例1 実施例1に示す条件で(00110GG基板上に(Lu
T3 i )s Fe50,2ガーネツトLPE膜を育
成した。LPE膜を育成したのち、基板を融液より取り
出し、35Or pmで1分間回転し、ウェハを炉外に
取り出したところ、第2図(1)に示すようにLPB膜
の表面は全面にわたり残留融液でおおわれ、硝酸でウェ
ハ表面を洗浄しても残留融液が冷却される過程で析出し
たガーネットや異相が表面に付着し、平坦な表面を有す
るLPE膜は得られなかった。
比較例2 実施例2に示す条件で+ 111 、) ooo基板上
に(LuB i )3 Feg ol!!ガー不7トL
Pww−e育成した。LPE膜を育成したのち、基板を
融液より取り出し350 r pmで1分間回転し、ウ
ェハを炉外に取り出したところ、第2図幌ノに示すよう
にLPE膜の表面の45%が残留融液でおおわれ、硝酸
でウェハ表面を洗浄しても残留−液が冷却される過程で
析出したガーネットや異相が表面に付着し、ウェハの全
面にわたって平坦な表面を有するLPE膜は得られなか
った。
実施例3 第3表に示T組成の融液を用いて、725℃において(
1101ネオジム・カリウム・ガーネット(Nd、Ga
5 0,2 ;NGG ) 基板上lこ(()d I−
i 1)3Fe50,2ガーネツトLPE膜を胃酸した
。必要な時間たけ基板を融液に浸漬し回転してず成を行
った後、基板を融液より取り出し350rpmで1分間
回1獣し、ウェハを炉外に取り出したところLPE膜の
表面には融液の残留による欠陥は生じなかった。
実施例4 実施例3において基板面を(2111とした場合ζこも
同様の結果が得られたが、f ill lおよび(oo
i +とした場合には成長後ウェハの表面に融液の残留
があり、欠陥となった。
実施例5 第4表1こ示す組成の融液を用いて、740℃において
(211)NGO基板上に(GdB i )s Fey
 012ガーネツ)LPE膜を育成した。必要な時間だ
け基板そ融液に浸漬し回転して育成を行った後、基板を
高1#より取り出し430 r pmで1分間回転し、
ウェハを取り出したところLPE膜の表面ζこは融液の
残留による欠陥は生じなかった。
実施例6 ¥施例51こおいて基板面を[110)♂した場合にも
同様の着果が得られたが、1lll)−+3よび(00
1)とした場合には成長後のウェハ表面に融液の残留が
あり、欠陥となった。
実施例7 実施例1の融液に150〜のSin、を添加してLPB
ガーネット膜を育成した場合にも実施例1および2と同
様の結果が得られた。
なお、本発明は、実施例に挙げたI(i、03 濃度の
組成を有する融液くことどするものではなく、Bi、O
,を含む融液において全て有効であった。
3+ 3+ また希土類イオンとしてLuGd の他にLa3+、?
”+、Nd”、8m3j+Bu”+Tb”、+3−1−
、3−)−3+ 3+ 3+ 3+Py 、Ho 、E
r 、Tm 、Y6 、Luおよびこれらの組み合わせ
を用いる場合に、またFe の一部をGa”、A13+
、Ge’+および/あ3す るいはS+ で置き換える場合にも有効であった。
(発明の効果) 以上、本発明を用いるこおにより、表面に残留融液が成
長後のLPB膜の表面に付着することなしに、無欠陥の
Bi置換磁気ガーネット材料が得られる。
第 1 表 第 4 表
【図面の簡単な説明】
第1図(1)、(2)、(3)は、融液による基板の濡
れにおける基板面方位依存性を示す断面図。(11は基
板面が(0011、(2)は+ 1111 、(3)は
(1101および(2111fこ対応する。4は融液5
は基板である。 第2図(1)、(2)、(3)は液相エピタキシャル成
長後、表面残留融液を除去するためζこ高速でウェハを
回1賑した後に、ウェハ表面に残留する融液の状態を示
す斜視図。(1)および(2)は基板面がそれぞれ(0
011および(1111に対応し、(3)は+ 110
1もし、くは(211)の場合である。14は表面にり
、留する餉・(液、15は基板を示す。 71 図 72図 (1) (2) 5 (3)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. PbO−Big O,糸融剤もしくはPb0−B i2
    0.−B、 0.糸融剤より非磁性ガーネット単結晶上
    に液相エピタキシャル法により磁気ガーネット材料を育
    成する方法において、成長基板面K (1101もしく
    は+ 2111とすることを特徴とする磁気ガーネット
    材料の育成l法。
JP59002905A 1984-01-11 1984-01-11 磁気ガ−ネツト材料の育成法 Pending JPS60145997A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59002905A JPS60145997A (ja) 1984-01-11 1984-01-11 磁気ガ−ネツト材料の育成法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59002905A JPS60145997A (ja) 1984-01-11 1984-01-11 磁気ガ−ネツト材料の育成法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS60145997A true JPS60145997A (ja) 1985-08-01

Family

ID=11542365

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59002905A Pending JPS60145997A (ja) 1984-01-11 1984-01-11 磁気ガ−ネツト材料の育成法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS60145997A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4731153A (en) * 1985-03-18 1988-03-15 Shinichi Hirano Method to manufacture BaPb1-x BIx O3 single crystal
US4784717A (en) * 1986-04-03 1988-11-15 Shinichi Hirano Method of manufacturing BaPb1

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4731153A (en) * 1985-03-18 1988-03-15 Shinichi Hirano Method to manufacture BaPb1-x BIx O3 single crystal
US4784717A (en) * 1986-04-03 1988-11-15 Shinichi Hirano Method of manufacturing BaPb1

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2004083390A (ja) 磁性ガーネット材料、ファラデー回転子、光デバイス、ビスマス置換型希土類鉄ガーネット単結晶膜の製造方法および単結晶膜
JPS60145997A (ja) 磁気ガ−ネツト材料の育成法
JP3458865B2 (ja) 低飽和磁界ビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶、および、その用途
Huang et al. Wavelength and temperature characteristics of BiYbIG film/YIG crystal composite structure for magneto-optical applications
JPS60145996A (ja) 磁気光学ガ−ネツト材料の育成法
Tsushima et al. Research activities on magneto-optical devices in Japan
JP3816591B2 (ja) ビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜の製造方法
JPS61113026A (ja) 磁気光学素子用媒体
JPS63107900A (ja) 磁気光学素子材料
JPH11278980A (ja) 単結晶育成方法
JPS5957990A (ja) 液相エピタキシヤルガ−ネツト厚膜の育成方法
JPH05117095A (ja) ビスマス置換希土類鉄ガーネツトの製造方法
JPH04137716A (ja) Bi置換磁性ガーネット結晶の製造方法
JPS61205698A (ja) 磁気光学材料
JP2843433B2 (ja) Bi置換磁性ガーネット及び磁気光学素子
JPH0415199B2 (ja)
JPS6199318A (ja) 磁性ガ−ネツト膜の作製方法
JPH0642026B2 (ja) 磁気光学素子材料
Syvorotka et al. Growth of thick epitaxial Bi-substituted iron garnet films with large diameter
JP2003257737A (ja) 着磁方法
JPS63233098A (ja) ビスマスガ−ネツト結晶の育成方法
JPH04362098A (ja) Bi置換ガーネット結晶およびその育成方法
JPH04139094A (ja) 磁気光学ガーネット結晶の育成方法
JPS641440B2 (ja)
Silliman et al. Improvement of FMR linewidth in Bi‐substituted lutetium iron garnet thin films for the MSW‐optical‐mode interaction