JPS61110408A - ザクロ石型磁性材料、これを含有する高フアラデー回転磁気フイルムおよびその製造方法 - Google Patents

ザクロ石型磁性材料、これを含有する高フアラデー回転磁気フイルムおよびその製造方法

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JPS61110408A
JPS61110408A JP60240683A JP24068385A JPS61110408A JP S61110408 A JPS61110408 A JP S61110408A JP 60240683 A JP60240683 A JP 60240683A JP 24068385 A JP24068385 A JP 24068385A JP S61110408 A JPS61110408 A JP S61110408A
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oxide
magnetic
magnetic material
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film
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ヤク・ダバール
ベルナール・フエラン
ウベール・モリシヨー
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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】 発明の背景 本発明はザクロ石型磁性材料、かかる材料を含有する高
いファラデー回転を有する磁気フィルム、およびその製
造方法に関する。
よシ特定的には本°発明は磁気光学装置、例えば７アラ
デー効果を用いる７アク７ミリおよびディスプレー装置
において使用され得る単結晶磁気フィルムの製造に関す
る。
かかる装置の原理は、磁性材料をトラバースする際に単
色光上に誘導される７アラデー効果を用いる輝度コント
ラストを得ることにある。かかる装置においては単結晶
の透明な基板が用いらｎる。
基板上には磁化が平面に対して直交しているフェリ磁性
ザクロ石型単結晶フィルムが被榎嘔れており、該フィル
ムは磁気単一セル中にエツチングすることによってさら
に分割され、その磁化は一方向またに他方向に向けるこ
とができる。こｎらのセルは従って７アラデー効果の結
果として偏光中に表示され得る。こうして、ある方向に
向けらｎたセルは明るく見え、他方向に向けられたセル
に暗く見える。表示目的のためにかかる装置を使用する
ために、結局は単一セルの各々における磁化方向を適当
な手段によって変え得るようにすることが必要である。
今まで、この結果を達成するために２つの方法が提案さ
れた。
第１の方法によれば、磁化方向は当該セル上に限定され
た加熱パルスを用いる熱磁気効果によって変えられ、こ
のことは以下の文献に記載さｎている。
（１）　　Ｂ、　Ｎｉ１ｌ　、　　Ｋ、　Ｐ、　８ｃｈ
ｍｉｄｔ゛高速転換磁気光学的記憶ディスプレー容量″
（Ｆａｓｔ　５ｗ１ｔｃｈａｂｌｅ　ｍａｇｎｅｔｏ−
ｏｐｔｉｃ　ｕｘｅｍｏｒｙｄｉｓｐｌａｙ　ｃｏｎｔ
ｅｎｔｓ　）Ｐｈｉｌｉｐｓ　Ｊ、Ｒｅｓ、　３３２１
１　（＋９７８）（２Ｊ　　Ｐ、　Ｈａｎｓｅｎ　、　
　Ｂ、　Ｈｌｌｌ　、　　Ｗ、　Ｔｏｌｋｓｄｏｒｔ“
鉄ザクロ石で置換されたビスマスを有する光学スイッチ
ング１ （０ｐｔｉｃａｌ　　ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ　ｗｉｔｈ　
　ｂｉｓｍｕｔｈ　　５ｕｂｓｔｉｔｕ−ｔｅｄ　１ｒ
ｏｎ　ｇａｒｎｅｔｓ　　）Ｐｈｉｌｉｐａ　Ｔｅｃｈ
、　Ｒｅｖ、Δ１，３３．　１９８４（３）　　ヨーロ
ッパ特許００２３０／＋５．１９８０年７月９日出願、
　　Ｐｈ１ｌｉｐｓ 第２の方法によｎば、その結果はそれぞれ独立して直交
しており、かつ単一の磁気セルを取り囲んでいる２つの
格子の形で磁気フィルムまたは層上に被覆された薄い導
体の分極磁界の存在下における選択的な活性化による磁
気効果によって達成される。この方法の使用については
特に次の文献に記載されている。
（１）　　Ｇ、Ｒ，Ｐｕｌｌｉａｍ、　Ｗ、］ＬＲｏｓ
ｓ、　　Ｂ、ＭａｃＮｅａｌ、　凡ＩＦ、Ｂａｌθｙ “大きな安定した磁区”　　（Ｌａｒｇｅ　５ｔａｂｌ
ｅ　ｍａｇ−ｎｅｔｉｃ　ｄｏｍａｉｎｓ　）、　　Ｊ
、んＰ、　５３．　２７５４（１９８２）（２）　ｈ　
Ｗａｌｌｅｒ “磁気学を駆使して行うコン・くクトディスプレー　＝
　（Ｃｏｍａｃｔ　ｄｉｓｐｌａｙｓ　−ｃｏｏ　ｉｔ
　ｗｉｔｈ　ｍａｇｎｅ−ｔｉｃｓ　）、　　Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎｉｃｓ、　　Ｍａｒｃｈ　２４．　１９８３．
５１（３）　　Ｍ、　Ｆ、　８ｈｏｎｅ　、　　Ｖ、　
ＦＬ　Ｌ　Ｍｕｒｐｈｙ　、　　Ｒ，Ｆ、　Ｂｅ１ｔ磁
気光学装置のためのビスマスフィルムの成長および磁気
特性＝　（Ｇｒｏｗｔｈ　ａｎｄ　ｍａｇｎｅｔｉｃｐ
ｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　　ｏｆ　　ｂｉｓｍｕｔｈ　　ｆ
ｉｌｍｓ　　ｆｏｒ　　ｍａｇｎｅｔｏ　　−ｏｐｔｉ
ｃ　ｄｅｖｉｃｅｓ　）、ＩＪＫ　（Ｔｒａｎｓ　ｏｎ
　Ｍａｇ　）ＢＩＩＡＧ　１８　ｎｏ、　６　、　ＰＰ
　１ｓＱｙ　−１ｓ０９　（ｔ９８２）これらの各方法
において、フィルムを製造するために用いられる磁性材
料は非席に厳密な特性を有していなければならないが、
後者の方法は熱磁気効果が用いられるか、それとも磁気
効果が用いられるかの機能として異なるものである。
こうして、熱磁気効果の場合［１−１、磁化方向の反転
はあるセルに集中した加熱パルスと関連し九分極磁界の
適用によって得られる。したがってその材料は、適用さ
れた外部磁界の作用が加熱されていないセルに関してゼ
ロであることの几めに周囲温度に近い補償温度を有して
いなければならず、このことは周囲温度の付近での場合
に起こシ、一方ザクロ石構造のサブ格子の磁化の合力は
相殺され、かつ外部磁界のゼロ作用をもたらす。しかし
ながら、高温に上げられた磁気セルは連続的に適用した
磁界の方向に整列せしめられた磁化を有し、そしてこの
ことは磁化方向の反転をもたらす。
これらの特性に従いやすい磁性ザクロ石は（ＧａＢ１　
、ｈ　（ＦｅＧａＡｔ）５０１２の組成を有する。
磁気フィルムまたは層セルの磁化方向の反転を得るため
に第２の方法を用いる場合、そのスイッチングは分極磁
界の存在下に交差した導体中で循環する電流の助けによ
って起こる。この場合、用いられる磁性材料は熱磁気効
果を使用する材料の特性とは著しく異なっていなければ
ならない。したがってこの材料は周囲温度に近い補償温
度を有していてはならない。しかし該材料は弱い磁化と
あまり高くない異方性を有していなけれはならない。こ
れらの／＃性を壱する材料に式（ＢｉＴｍＪ３（ＦｅＧ
ａ）ｓｏｔｔに従うことができる。
第２の方法を使用することが特に有利でわる。
なぜなら、この方法に磁気セルの磁化方向の反転をよシ
一層急速に得ること（このことは特にディスプレ一手段
において１賛な利点を生ぜしめる）を可能にするからで
めろ。
発明の概要 本発明はよシ特定的には高いファラデー回転を有する、
すなわち高割合のビスマスを含有する、かつ磁気セルの
スイッチングのために前記の第２の方法を用いろ装置に
使用さｎ得る磁性材料に関する。
本発明による磁性材料は式 ％式％ （式中、Ｍはルテチウム、ツリウム、イッテルビウム、
イツトリウムの甲から選択嘔れる１橿または数椙の希土
類元素を表わし、”ｌ＋工ｔ＋７ｔ　およびＹｚはそれ
ぞれ次の値 ０　（ｘｌ＜　１．５ ０　（ｘｘ　＜　（Ｌ　５ ０４　ｙ＋　Ｇ　１ ｏ’＜　ｙｚ　Ｇ　１ であり、ただしｙｌとｙｌは両方共に０でわることはな
く、かつ７ｔ＋７ｔに多くても１でわる。）に従うこと
を特徴としている。
このように、本発明による磁性材料はＧｃＬ、Ｂ１１Ｉ
ＰｅＳ０１２タイプ（式中、ガドリニウムの部分に一方
ではルテチウム、ツリウム。インテルビウムまたはイツ
トリウムから成る群に属する希土類の少なくとも１つの
元素によυ、他方ではプラセオジムにより置換されてお
り、また鉄の部分に非磁性元素、例えばガリウムおよび
＜”ｉｆｃは）アルミニウムによシ置換されている。〕
のザクロ石である。
この磁性材料において、高割曾のビスマスの存在は、従
来技術の磁性材料、特に渠１の方法によるスイッチング
のために使用し得る（ＧｄＢｉＪ３（ＦｅＧａＡＬ）５
０Ｈ材料の混合と同様にファラデー回転の著しい増加を
得ることを可能にすり。プラセオジムおよび第２の希土
類元素の存在は、前記材料が第２の方法によるスイッチ
ングに使用され得るように該材料を変任させることを可
能にする。
このように、ルテチウム、ツリウム、イッテルビウム、
イツトリウムから成る群に属する少なくとも１種の希土
類元素の存在框補演温度を周囲温度以下に低下させるこ
とを可能にする。磁化はガリウムおよび（またに）アル
ミニウムの存在によって調整することができる。プラセ
オジムの存在は、該材料の一軸性の磁気異方ｅ、ａｌ界
を０〜２×Ｉ　Ｑ＆　）、、　ｍ−１の間の任意の値に
調歴することを可能にし、他方特にビスマス、ガリウム
および（またＨ）アルミニウム、およびＬｕ、Ｔｍ、Ｙ
ｂ、ＹＯ中から選択さｎる１種または２棟以上の希土類
の存在のために該材料の最適化しｆＣ磁気光学特性を保
持することを可能にする。
一般に補償温度を低下させる九めに、単一の希土類元素
、例えばツリウムが使用される。Ｌｕ。
Ｔｍ、　　Ｙｂ、　　Ｙ　　の中から選んだ数種の希土
類元素を用いる場合には、該材料中のそれらのそれぞれ
の原子含量は、こｎらの含量の合計がｘｌに一致するよ
うな量である。
同様に、一般に磁化をｖＩ４ｉする几めに単一の元素が
用いられ、そして後者は特にガリウムでるることができ
、１２は前記した式において０に等しい。
この型の磁性材料は基板上のエピタキシーによって得る
ことができる。このことは前記した式と一致する磁性材
料の単結晶フィルムよシ成ｐ１かつまたその非磁性単結
晶基板より成る高いファラデー回転を有する磁気フィル
ムを得ることｔｌ−可能にする。
エピタキシーにより前記磁性材料の単結晶層を得るため
に、エピタキシーのために用いらｎる基板は被覆（析出
°ンされるべき磁性材料と実質的に同一の結晶格子定数
を有することが必要でおる。
この目的のために、組成： Ｇ　ｄ　５−ｘＯＡＸＧ　ａ　５−ｘ−２７ＭｇｙＺ　
ｒｘ＋ｙ０１２（式中、Ｘとｙはそｎぞれ次の値： ０くｘ（α７ ０くｙ（α７ ｘ＋７４α８ でおる。ン と一致する大きな結晶メツシュを有する基板を用いるこ
とができる。
ＸとｙＯ値を適当に選択すめこと′によって、１、２４
７〜１．２５０　ｎｍの範囲で変動し得る結晶格子定数
を有する基板を有することができる。
前記の層またはフィルムの液相エピタキシー析出のため
に、析出石れるべきフィルムまたに層の異なる成分の酸
化物からのエピタキシー浴を製造することから成る慣用
の方法が用いられる。すなわち、酸化ガドリニウム、酸
化プラセオジム、金属Ｍの少なくとも１種の酸化物、酸
化ビスマス、酸化鉄、酸化ガリウムおよび（または）酸
化アルミニウムおよび溶媒がこれらの撞々の酸化物を溶
解するために用いられる。この溶媒は特に酸化鉛と酸化
ホウ素との混合物でδる。
浴罠おいては、異なる酸化物の量は、それらが析出する
ことが望まれる層の組成に一致する量である。ついで基
板を浴中にそれを回転することによって導入し、所望組
成の単結晶層の成長をも友らすために、Ｔｄ　析出温度
を浴のＴＢ飽和温度の゛関数として調節する。析出温度
は一般に飽和温度より１０〜３０℃低い温度でらる。
本発明によれば、式 ％式％ と一致する材料のエピタキシ一層の析出〇九めに、エピ
タキシー浴の組成は綿密に調節されなけｎばならず、か
つＦｅ１Ｏ１／ＢｉｚＯ１、ＰｂＯ／Ｂ１０１およびＰ
　ｔ＋　Ｏ／Ｂ、Ｏ，のモル比は次の条件：に従わなけ
ればならない。
このことは所望の磁気光学的特性を得ることを可能にす
る。
図面および好ましい態様の説明 本発明の他の特徴および利点は非限定的な態様の次の記
載を読むことによって、またエピタキシー浴のプラセオ
ジム含量の関数としての層の異方性の進展を表わすグラ
フである添付回向を参照することによって一層よく矧る
ことができる。
エピタキシー浴は白金るつぼ中で次の酸化物量を混合す
ることによって調製場ｎ／）。
ＰＩ）０　　　　　　　　　　　　　１６７４　　　Ｆ
Ｂｉｂ、　　　　　　　　　　　１５９０　　ｆＢ、０
．　　　　　　　　　　　　８２　　ＦＦｅ２０３　　
　　　　　　　　　２１８　　ＦＧａｌＯｌ　　　　　
　　　　　　　　２９　　ｆＴｍ１０３　　　　　　　
　　　　　　５２ｔｏａｔｏｓ　　　　　　　　　　　
　　Ｉ　＆３　ＦＰｒｌＯｌｌ　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　Ａ５Ｓ’ついでこの混
合物を融解するために該るつぼを炉の中に１０００℃で
数時間導入する。次にこｎに白金スターラーを用いて攪
拌を受は堰せ、混合物の温度を９５０℃にする。機械的
な攪拌を４時間続け、スターラーを除去した鋏、浴の温
度ケできるだけ速く８００℃に下げろ。
１１１配向および直径５．０８α、厚さ５００μｍを有
する組ａ　（ＧｄＣａ　）３　（ＧａＭｇＺｒ　）５０
１２　のみがき基板を浴中に水平に反潰し、８０ｒ、ｐ
、ｍ、の速度で回転運動を受は芒せる。２０分佼、基板
−磁気層組立品を非回転浴から除去子ゐ。ついで溶媒の
残りを遠心分離によって除去するためにそれに９００ｒ
、　ｐ、　ｍ、に加速した回転運動を受けさせ、最後に
それを炉から除去する。
これらの条件下で、６μｍの厚さを有する均質な単結晶
エピタキシ一層が各基板間上に得られる。
該エピタキシ一層は組ａ　Ｂｉ　Ｉ　Ｇｄ　１．４Ｔ！
１１（１４Ｐｒ　ｔ１２’ｅ　４．５ｏａＱ、５０．２
と一致しており、その磁気特性は下記の表に示されてい
る。これはまた６５λ８　ｎｍの波長で測定したとき１
．７５０．　ＯＯ０６７ｍのファラデー回転θｆ、およ
び前記と同一の波長において１０　Ｑ、０００　／　ｍ
の吸収αを有する。
表は、比較するためにエピタキシ一層が弐Ｂｉ（ＬＡＴ
ｍ２．４Ｆ”Ａ８Ｇ”１．２０１２に従い、かつ基板が
式Ｇｄ３ＧＩＪ０１ｇに従う従来技術フィルムの光学お
よび磁気特性を示すものである。
表に示された結果に基づけば、本発明によるフィルムが
従来技術フィルムと比較してよりすぐｎた磁気光学特性
、特に一層高いファラデー回転およびより高いメリット
値（ｆｉｇｕｒｅ　ｏｆ　ｍｅｒｉｔ　）Ｍ、　＝　２
θｆ・／αを有することが明らかでおる。さらに、その
飽和磁気誘導および一軸性の異方性磁界特性は、磁化方
向の反転を得るために第２の方法を用いる装置中でそれ
を使用できるようにする。
他の磁気フィルムは、得られるフィルムの特性に及ぼす
プラセオジム含量の影響を調べるために、浴の酸化プラ
セオジム、酸化ツリウムおよび酸化ガドリニウムの含量
を単に変えることによって同じ方法で製造さｎる。
得られるフィルムの特性も同様にこれらの条件下で測定
され心。得られる結果は添付図面に示されている。図は
エピタキシー浴のモル比：［Ｐｒ５Ｏｕ］／　［［Ｔｌ
ｔＯｓ］＋ＣＧｄｔＯｓ〕］の関数として、フィルムの
異方性定数Ｋｕの変化を示すグラフである。この比はグ
ラフではこのグラフをつくる友めに、異方性定数Ｋｕは
個々のフィルム間で変動し得る飽和磁気誘導値を考慮し
て、次式 （式中、Ｈｋは一軸性の異方性磁界を表わし、Ｍ６は飽
和磁気誘導を表わす。） （基づいて測定された。
グラフから、フィルムの異方性定数は浴のプラセオジム
含量、したがってフィルムのプラセオジム含量の増加に
伴って著しく減少することが明らかである。
それらの異なるプラセオジム、ツリウムおよびガドリニ
ウム含量にもかかわらず、得られるフイ／ｌ／　ムＢ　
スヘテ、６ｓｚａＸ（６ｓｚａｎｍ＞　で測定したとき
約１７．５００’／αのファラデー回転を有することが
分かる。
【図面の簡単な説明】
図ハエビタキシー浴のモル比［Ｐｒコ／　［Ｔｍ］　＋
［Ｇｄｊ　　Ｋ対するフィルムの異方性定数Ｋｕの変化
を示すグラフである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）式： Ｇｄ＿２＿−＿ｘ＿＿１＿−＿ｘ＿＿２Ｍ＿ｘ＿＿１Ｐ
    ｒ＿ｘ＿＿２Ｂｉ＿１Ｆｅ＿５＿−＿ｙ＿＿１＿−＿ｙ
    ＿＿２Ｇａ＿ｙ＿＿１Ａｌ＿ｙ＿＿２Ｏ＿１＿２（式中
    、Ｍはルテチウム、ツリウム、イツテルビウム、イツト
    リウムの中から選択される１種または２種以上の希土類
    元素を表わし、ｘ＿１、ｘ＿２、ｙ＿１、ｙ＿２はそれ
    ぞれ次の値： ０＜ｘ＿１≦１．５ ０＜ｘ＿２≦０．５ ０≦ｙ＿１≦１ ０≦ｙ＿２≦１ であり、ただしｙ＿１とｙ＿２は両方共に０であること
    はなく、かつｙ＿１＋ｙ＿２は多くても１である。）と
    一致する磁性材料。 ２）Ｍがツリウムを表わすことを特徴とする前項１記載
    の磁性材料。 ３）ｙ＿２が０であることを特徴とする前項１記載の磁
    性材料。 ４）式： Ｂｉ＿１Ｇｄ＿１＿．＿４Ｔｍ＿０＿．＿４Ｐｒ＿０＿
    ．＿２Ｆｅ＿４＿．＿５Ｇａ＿０＿．＿５Ｏ＿１＿２と
    一致することを特徴とする前項１記載の磁性材料。 ５）磁性材料のエピタキシー層で被覆された基板より成
    り、該磁性材料が前項１〜４のいずれか１項記載の材料
    である、高いファラデー回転を有する磁気フィルム。 ６）基板が組成： Ｇｄ＿３＿−＿ｘＣａ＿ｘＧａ＿５＿−＿ｘ＿−＿２＿
    ｙＭｇ＿ｙＺｒ＿ｘ＿＋＿ｙＯ＿１＿２（式中、ｘとｙ
    はそれぞれ次の値： ０＜ｘ≦０．７ ０＜ｙ≦０．７ ｘ＋ｙ≦０．８ である。） を有することを特徴とする前項５記載のフィルム。 ７）式： Ｇｄ＿２＿−＿ｘ＿＿１＿−＿ｘ＿＿２Ｍ＿ｘ＿＿１Ｐ
    ｒ＿ｘ＿＿２Ｂｉ＿１Ｆｅ＿５＿−＿ｙ＿＿１＿−＿ｙ
    ＿＿２Ｇａ＿ｙ＿＿１Ａｌ＿ｙ＿＿２Ｏ＿１＿２（式中
    、Ｍはルテチウム、ツリウム、イツテルビウム、イツト
    リウムの中から選択される１種または２種以上の希土類
    元素を表わす。） のザクロ石フィルムの液相エピタキシーによつて基板上
    に析出させることから成り、その際 １）酸化ガドリニウム ２）酸化プラセオジム ３）少なくとも１種の金属Ｍの酸化物 ４）酸化ビスマス ５）酸化鉄 ６）酸化ガリウムおよび（または）酸化アルミニウム ７）酸化鉛および酸化ホウ素を含有する溶媒を含有する
    エピタキシー浴を使用し、かつ前記浴の組成が、Ｆｅ＿
    ２Ｏ＿３／Ｂｉ＿２Ｏ＿３、ＰｂＯ／Ｂｉ＿２Ｏ＿３お
    よびＰｂＯ／Ｂ＿２Ｏ＿３のモル比が次の条件：〔Ｆｅ
    ＿２Ｏ＿３〕／〔Ｂｉ＿２Ｏ＿３〕＜０．５；１．５＜
    〔ＰｂＯ〕／〔Ｂｉ＿２Ｏ＿３〕＜２．５および５＜〔
    ＰｂＯ〕／〔Ｂ＿２Ｏ＿３〕＜１０と一致することを特
    徴とする前項５記載の磁気フィルムの製造方法。
JP60240683A 1984-11-02 1985-10-29 ザクロ石型磁性材料、これを含有する高フアラデー回転磁気フイルムおよびその製造方法 Pending JPS61110408A (ja)

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FR8416763A FR2572844B1 (fr) 1984-11-02 1984-11-02 Materiau magnetique du type grenat, film magnetique a forte rotation faraday comportant un tel materiau et son procede de fabrication
FR8416763 1984-11-02

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60240683A Pending JPS61110408A (ja) 1984-11-02 1985-10-29 ザクロ石型磁性材料、これを含有する高フアラデー回転磁気フイルムおよびその製造方法

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US (1) US4698281A (ja)
EP (1) EP0186528B1 (ja)
JP (1) JPS61110408A (ja)
DE (1) DE3569059D1 (ja)
FR (1) FR2572844B1 (ja)

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