JPS61256996A - 磁性ガ−ネツト膜の製造方法 - Google Patents
磁性ガ−ネツト膜の製造方法Info
- Publication number
- JPS61256996A JPS61256996A JP9911785A JP9911785A JPS61256996A JP S61256996 A JPS61256996 A JP S61256996A JP 9911785 A JP9911785 A JP 9911785A JP 9911785 A JP9911785 A JP 9911785A JP S61256996 A JPS61256996 A JP S61256996A
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- JP
- Japan
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- film
- garnet
- substrate
- plane direction
- single crystal
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- Pending
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- 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】
（産業上の利用分野）
本発明は、導波光のモード変換を利用した光アイソレー
タ、光スィッチあるいは光サーキュレータなどに用いら
れる磁気光学ガーネット材料の製造方法に関する。
タ、光スィッチあるいは光サーキュレータなどに用いら
れる磁気光学ガーネット材料の製造方法に関する。
（従来技術とその問題点）
近時、光フアイバ通信技術の進歩は目ざましい。低損失
ファイバ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。
ファイバ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光源
の後段に設けることが提案されている。１．３〜１．８
ｐｍ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、強磁性体であるイツトリウム・鉄・ガーネット（
Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２，ＹＩＧ）のファラデー効果を用いた
ものが提案されている。
の後段に設けることが提案されている。１．３〜１．８
ｐｍ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、強磁性体であるイツトリウム・鉄・ガーネット（
Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２，ＹＩＧ）のファラデー効果を用いた
ものが提案されている。
一方、光集積回路を実現する場合、導波光に対しても使
用できる光アイソレータが必要である。
用できる光アイソレータが必要である。
このような導波型の光アイソレータを実現できる材料と
して、膜面内方向が磁化容易軸となっているガーネット
膜が必要である。しかも、ファラデー回転が大きく、光
アイソレータを構成した時に光路長をなるべく短くでき
ろことが要請される。このような導波型の光アイソレー
タの材料として、例えば従来から知られている液相エピ
タキシャル成長させたイツトリウム鉄ガーネット（ＹＩ
Ｇ）膜を用いると、ファラデー回転が波長１．５ｐｍに
おいて１４７°／ａｍであるために、光路長が３ｒｎｍ
以上必要であり、素子の大きさが必要以上に大きくなっ
てしまった。また、ＹＩＧ膜を用いる場合には、ＹＩＧ
膜と基板がトリニウム・ガリウム・ガーネット（ＧＧＧ
）結晶との格子定数不整合により、正の磁気異方性が生
じ、この結果磁化容易軸は必ずしも膜面内にない。
して、膜面内方向が磁化容易軸となっているガーネット
膜が必要である。しかも、ファラデー回転が大きく、光
アイソレータを構成した時に光路長をなるべく短くでき
ろことが要請される。このような導波型の光アイソレー
タの材料として、例えば従来から知られている液相エピ
タキシャル成長させたイツトリウム鉄ガーネット（ＹＩ
Ｇ）膜を用いると、ファラデー回転が波長１．５ｐｍに
おいて１４７°／ａｍであるために、光路長が３ｒｎｍ
以上必要であり、素子の大きさが必要以上に大きくなっ
てしまった。また、ＹＩＧ膜を用いる場合には、ＹＩＧ
膜と基板がトリニウム・ガリウム・ガーネット（ＧＧＧ
）結晶との格子定数不整合により、正の磁気異方性が生
じ、この結果磁化容易軸は必ずしも膜面内にない。
（発明の目的）
本発明の目的は、１．５ｐｍ帯で使用可能な導波型光ア
イソレータを実現する上で必要な、磁化容易軸が膜面内
方向にある磁性ガーネット膜の製造方法を提供すること
にある。
イソレータを実現する上で必要な、磁化容易軸が膜面内
方向にある磁性ガーネット膜の製造方法を提供すること
にある。
（発明の構成）
本発明者らは、非磁性ＧＧＧ基板（１００）面上に液相
エピタキシャル法で育成したコバルトを含有する鉄ガー
ネット膜が、膜面内方向が磁化容易軸となる磁気異方性
を示し、しかも優れた磁気光学特性を有することを見出
し、本発明をなすに至った。
エピタキシャル法で育成したコバルトを含有する鉄ガー
ネット膜が、膜面内方向が磁化容易軸となる磁気異方性
を示し、しかも優れた磁気光学特性を有することを見出
し、本発明をなすに至った。
すなわち、本発明は非磁性ガーネット単結晶基板上に液
相エピタキシャル法によりコバルトイオンとイツトリウ
ムおよびもしくは希土類イオンを含む鉄ガーネット膜を
成長させる方法において、前記基板面方位を（１００）
とする磁性ガーネット膜の製造方法・である。
相エピタキシャル法によりコバルトイオンとイツトリウ
ムおよびもしくは希土類イオンを含む鉄ガーネット膜を
成長させる方法において、前記基板面方位を（１００）
とする磁性ガーネット膜の製造方法・である。
（実施例）
第１表 （モル比）
［実施例１１
第１表に示すような組成比の融液を用いて基板面方位が
（１００）のがトリニウム・ガリウム・ガーネットＧｄ
ｓ Ｇａ５０１，２ （ＧＧＧ）単結晶基板上に、（Ｙ
Ｎｄ）３（ＣｏＧｅＦｅ）５０１２ガーネット膜を９２
５°Ｃから９５５°Ｃの温度範囲で育成した。
（１００）のがトリニウム・ガリウム・ガーネットＧｄ
ｓ Ｇａ５０１，２ （ＧＧＧ）単結晶基板上に、（Ｙ
Ｎｄ）３（ＣｏＧｅＦｅ）５０１２ガーネット膜を９２
５°Ｃから９５５°Ｃの温度範囲で育成した。
なお、第１表の各パラメータは各酸化物のモル比として
以下のように定義される。
以下のように定義される。
Ｒ１＝ （、Ｆｅ２０３）／（Ｙ２０３＋ Ｎｄ２０３
）Ｒ１’ ＝ （ＣｏＯ＋ Ｆｅ２０３）／（Ｙ２０３
＋ Ｎｄ２０３）Ｒ２’＝２Ｆｅ２０３／Ｇｅ０２ Ｒ２”＝ ２Ｆｅ０３／Ｃｏ。
）Ｒ１’ ＝ （ＣｏＯ＋ Ｆｅ２０３）／（Ｙ２０３
＋ Ｎｄ２０３）Ｒ２’＝２Ｆｅ２０３／Ｇｅ０２ Ｒ２”＝ ２Ｆｅ０３／Ｃｏ。
助＝ＰｂＯ／Ｂ２０３
Ｒ５＝ Ｎｄ２Ｏ３／（Ｙ２０３＋ Ｎｄ２０３）育成
されたガーネット膜の組成は、育成温度によって変化し
、Ｙ２．９Ｎｄ０．ＩＣ００，１９Ｇｅ０．１９Ｆｅ４
．６２０１２からＹ２．９ＮｄＯ，ＩＣ００，２２Ｇｅ
０．２２Ｆｅ４．５６０１２であった。
されたガーネット膜の組成は、育成温度によって変化し
、Ｙ２．９Ｎｄ０．ＩＣ００，１９Ｇｅ０．１９Ｆｅ４
．６２０１２からＹ２．９ＮｄＯ，ＩＣ００，２２Ｇｅ
０．２２Ｆｅ４．５６０１２であった。
これらのガーネット膜の一軸磁気異方性エネルギーの大
きさは第１図の１に示すように１２，０００から２０．
０００ｅｒｇ／ｃｍ３であった。この値はこれらの材料
の反磁界エネルギー１２２，０００ｅｒｇ／ｃｍ３と比
べ著しく小さく、結果として磁化は膜面内方向を向いて
おり、導波型光アイソレータ材料の要件を満たしていた
。
きさは第１図の１に示すように１２，０００から２０．
０００ｅｒｇ／ｃｍ３であった。この値はこれらの材料
の反磁界エネルギー１２２，０００ｅｒｇ／ｃｍ３と比
べ著しく小さく、結果として磁化は膜面内方向を向いて
おり、導波型光アイソレータ材料の要件を満たしていた
。
［比較例月
実地例１と同一の育成温度で基板方位を（１１１）とし
た場合には第１図の１′に示すように大きな正の一軸磁
気異方性エネルギーが生じ、磁化容易軸は膜面垂直方向
を向き、導波型光アイソレータ材料とはならなかった。
た場合には第１図の１′に示すように大きな正の一軸磁
気異方性エネルギーが生じ、磁化容易軸は膜面垂直方向
を向き、導波型光アイソレータ材料とはならなかった。
［実施例２］
第１表示す組成比の融液から基板方位が（１００）のＧ
ＧＧ単結晶基板上に、（ＹＮｄ）ａ（ＣｏＧｅＦｅ）５
０ｘ２ガーネット膜を、９３２°Ｃから９５０°Ｃの温
度範囲で液相エピタキシャル法により育成した。育成し
たガーネット膜の組成は、育成温度によって変化しＹ２
．９Ｎｄ０．Ｉ ＣＯｏ、１３５ Ｇｅ０．１３５ Ｆ
ｅ４．７３０１２からＹ２．９ Ｎｄ０．ＩＣ００，１
６ＧｅＯ，１６Ｆｅ４．６８０１２であった。これらの
膜の一軸磁気異方性エネルギーは第１図の２のようであ
った。９３５°Ｃ以上では符号は負であり育成温度が低
くなると一軸磁気異方性エネルギーの値は負から正へと
変化するものの最大１２，０００ｅｒｇ／ｃｍ３であり
反磁界エネルギー１２２．ＯＯＯｅｒｇ／Ｃｍ３よりも
充分に小さく、結果として磁化は膜面内方向を向いてお
り、導波型光アイソレータ材料として要件を満たしてい
た。
ＧＧ単結晶基板上に、（ＹＮｄ）ａ（ＣｏＧｅＦｅ）５
０ｘ２ガーネット膜を、９３２°Ｃから９５０°Ｃの温
度範囲で液相エピタキシャル法により育成した。育成し
たガーネット膜の組成は、育成温度によって変化しＹ２
．９Ｎｄ０．Ｉ ＣＯｏ、１３５ Ｇｅ０．１３５ Ｆ
ｅ４．７３０１２からＹ２．９ Ｎｄ０．ＩＣ００，１
６ＧｅＯ，１６Ｆｅ４．６８０１２であった。これらの
膜の一軸磁気異方性エネルギーは第１図の２のようであ
った。９３５°Ｃ以上では符号は負であり育成温度が低
くなると一軸磁気異方性エネルギーの値は負から正へと
変化するものの最大１２，０００ｅｒｇ／ｃｍ３であり
反磁界エネルギー１２２．ＯＯＯｅｒｇ／Ｃｍ３よりも
充分に小さく、結果として磁化は膜面内方向を向いてお
り、導波型光アイソレータ材料として要件を満たしてい
た。
［比較例２］
実施例２と同一の育成温度で基板面方位を（１１１）と
した場合には第１図の２′に示すように広範囲の育成温
度において磁化容易軸は膜面垂直方向を向き、導波型光
アイソレータ材料とはならなかった。
した場合には第１図の２′に示すように広範囲の育成温
度において磁化容易軸は膜面垂直方向を向き、導波型光
アイソレータ材料とはならなかった。
［実施例３］
第１表に示す組成比の融液から基板面方位が（１００）
のＧＧＧ単結晶基板上に、（ＹＮｄ）３（ＣｏＧｅＦｅ
）５０１□ガーネット膜を、９３０°Ｃから９５０°Ｃ
の温度範囲で液相エピタキシャル法により育成した。
のＧＧＧ単結晶基板上に、（ＹＮｄ）３（ＣｏＧｅＦｅ
）５０１□ガーネット膜を、９３０°Ｃから９５０°Ｃ
の温度範囲で液相エピタキシャル法により育成した。
育成したガーネット膜の組成は、育成温度によって変化
し、Ｙ２．９ ＮｄＯ，Ｉ ＣｏＯ，０８Ｆｅ４．８４
０１２からＹ２．。
し、Ｙ２．９ ＮｄＯ，Ｉ ＣｏＯ，０８Ｆｅ４．８４
０１２からＹ２．。
ＮｄＯ，Ｉ ＣｏＯ，０９ＧｅＯ，０９Ｆｅ４．８２
ｏ１２であった。これらのガーネット膜の一軸磁気異方
性エネルギーは第１図の３のようであった。膜育成温度
のによらずその符号は負であった（−３ＱＯＯから一７
０００ｅｒｇ／ｃｍ３）。
ｏ１２であった。これらのガーネット膜の一軸磁気異方
性エネルギーは第１図の３のようであった。膜育成温度
のによらずその符号は負であった（−３ＱＯＯから一７
０００ｅｒｇ／ｃｍ３）。
この結果磁化容易軸は膜面内方向を向いており、導波型
光アイソレータ材料の要件を満たしていた。
光アイソレータ材料の要件を満たしていた。
［比較例３］
実施例３と同一の育成温度で基板面方位（１１１）とし
た場合には、第１図の３′に示すように正の一軸異方性
エネルギーが生じ、反磁界エネルギーとのバランスで磁
化容易軸は必ずしも膜面内方向にはなく、導波型光アイ
ソレータ材料とはならなかった。
た場合には、第１図の３′に示すように正の一軸異方性
エネルギーが生じ、反磁界エネルギーとのバランスで磁
化容易軸は必ずしも膜面内方向にはなく、導波型光アイ
ソレータ材料とはならなかった。
［別の実施例］
本発明において、実施例１〜３では希土類元素としてＮ
ｄを用いて示したが、他のＧｄ、 Ｔｂ、 Ｄｙ、 Ｈ
ｏ。
ｄを用いて示したが、他のＧｄ、 Ｔｂ、 Ｄｙ、 Ｈ
ｏ。
Ｙｂ等の希土類元素も用いてもコバルトイオンの効果に
より磁化容易軸は膜面内方向を向いており同様の効果が
得られた。
より磁化容易軸は膜面内方向を向いており同様の効果が
得られた。
またイツトリウム・鉄・コバルトのみを含有するガーネ
ット、希土類元素・鉄・コバルトのみを含有するガーネ
ットにおいても同様の効果が得られた。
ット、希土類元素・鉄・コバルトのみを含有するガーネ
ットにおいても同様の効果が得られた。
また実施例１〜３ではＧＧＧ基板を用いたが、ＮＧＧ（
Ｎｄ３Ｇａ５０□２）、あるいはＳＧＧ（Ｓｍ３Ｇａ５
０１□）基板を用いても同様の効果が得られた。
Ｎｄ３Ｇａ５０□２）、あるいはＳＧＧ（Ｓｍ３Ｇａ５
０１□）基板を用いても同様の効果が得られた。
（発明の効果）
以上、本発明を用いることにより、波長１．５ｐｍ帯で
使用可能な導波型光アイソレータを実現する上で必要な
、磁化容易軸が膜面内方向にある磁性ガーネット膜を実
現できる。
使用可能な導波型光アイソレータを実現する上で必要な
、磁化容易軸が膜面内方向にある磁性ガーネット膜を実
現できる。
第１図は、−軸異方性エネルギーと膜育成温度との関係
を示す図、１．２．３は実施例１．２．３に対応する。 １’、 ２’、 ３’は比較例１’、 ２’、 ３’に
対応する。 第１図 Ｑ３０ ’１４０ ’１
５０１威渥ｓ（”Ｃ）
を示す図、１．２．３は実施例１．２．３に対応する。 １’、 ２’、 ３’は比較例１’、 ２’、 ３’に
対応する。 第１図 Ｑ３０ ’１４０ ’１
５０１威渥ｓ（”Ｃ）
Claims (1)
- 酸化鉛−酸化ホウ素系融剤より非磁性ガーネット単結晶
基板上に液相エピタキシャル法によりコバルトイオンと
イットリウムおよび／もしくは希土類イオンを含有する
鉄ガーネット膜を成長させる方法において、前記基板の
方位を｛１００｝とすることを特徴とする磁性ガーネッ
ト膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9911785A JPS61256996A (ja) | 1985-05-10 | 1985-05-10 | 磁性ガ−ネツト膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9911785A JPS61256996A (ja) | 1985-05-10 | 1985-05-10 | 磁性ガ−ネツト膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61256996A true JPS61256996A (ja) | 1986-11-14 |
Family
ID=14238848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9911785A Pending JPS61256996A (ja) | 1985-05-10 | 1985-05-10 | 磁性ガ−ネツト膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61256996A (ja) |
-
1985
- 1985-05-10 JP JP9911785A patent/JPS61256996A/ja active Pending
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