JPS62143893A - 磁気光学結晶の成長方法 - Google Patents
磁気光学結晶の成長方法Info
- Publication number
- JPS62143893A JPS62143893A JP28333185A JP28333185A JPS62143893A JP S62143893 A JPS62143893 A JP S62143893A JP 28333185 A JP28333185 A JP 28333185A JP 28333185 A JP28333185 A JP 28333185A JP S62143893 A JPS62143893 A JP S62143893A
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- growth
- substrate
- lattice constant
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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、光通信、光計測及び光記録等に用いられる磁
気光学結晶の成長方法に関するものである。
気光学結晶の成長方法に関するものである。
従来の技術
最近、光通信において光源である半導体レーザへ、伝送
回路途中からの反射光が戻ることを阻止する光アイソレ
ータ用の磁気光学結晶の開発が盛んに行われている。
回路途中からの反射光が戻ることを阻止する光アイソレ
ータ用の磁気光学結晶の開発が盛んに行われている。
その中でも希土類鉄ガーネットの希土類サイトをBi原
子で置換することによシフアラデー回転角が増大し、光
アイソレータ用磁気光学結晶として、光路方向に平行な
結晶の厚みが数100μmでよいことから、Bi置換希
土類ガーネット結晶を生産性のよい液相エピタキシャル
法で成長することが数多くなされている。例として、第
8回日本応用磁気学会学術講演祇要集(1984年11
月)のりa B −1及び2の日比谷らによるもの、1
3pB −4の検出らによるもの°等が掲げられるが、
この他にも数多く発表されている。
子で置換することによシフアラデー回転角が増大し、光
アイソレータ用磁気光学結晶として、光路方向に平行な
結晶の厚みが数100μmでよいことから、Bi置換希
土類ガーネット結晶を生産性のよい液相エピタキシャル
法で成長することが数多くなされている。例として、第
8回日本応用磁気学会学術講演祇要集(1984年11
月)のりa B −1及び2の日比谷らによるもの、1
3pB −4の検出らによるもの°等が掲げられるが、
この他にも数多く発表されている。
発明が解決しようとする問題点
B1置換希土類ガーネットを液相エビタキシャル方法で
数100μmの膜厚に成長する際、溶液の組成変化が生
じ、それに伴って、成長温度と格子定数の関係、成長温
度と成長速度の関係も変化する。特に成長温度と格子定
数の関係においては一般に、一定の成長温度で成長を行
っていると結晶成長に伴い結晶の格子定数は減少してい
く傾向を示す。従って、成長し始めた時の結晶と基板の
格子整合をとって成長を行っても、約数100μmの成
長後の結晶の格子定数が基板と異なっているため、クラ
ックが入シ、結晶がはがれ落ちることがしばしば起った
。
数100μmの膜厚に成長する際、溶液の組成変化が生
じ、それに伴って、成長温度と格子定数の関係、成長温
度と成長速度の関係も変化する。特に成長温度と格子定
数の関係においては一般に、一定の成長温度で成長を行
っていると結晶成長に伴い結晶の格子定数は減少してい
く傾向を示す。従って、成長し始めた時の結晶と基板の
格子整合をとって成長を行っても、約数100μmの成
長後の結晶の格子定数が基板と異なっているため、クラ
ックが入シ、結晶がはがれ落ちることがしばしば起った
。
また、上記の格子不整合は溶液の組成変化が原因である
ため、溶液の量に大きく依存するが、炉及びるつぼの大
きさで制限され、約d100μm成長後も溶液の組成変
化が格子定数の変化を生じない程度におさえるほどの溶
液を作ることは困難である。
ため、溶液の量に大きく依存するが、炉及びるつぼの大
きさで制限され、約d100μm成長後も溶液の組成変
化が格子定数の変化を生じない程度におさえるほどの溶
液を作ることは困難である。
問題点を解決するための手段
本発明は上記した、約数100μmの厚膜成長時に生じ
る格子不整合によるクラックや結晶のはがれ落ちを防ぐ
ために、成長温度を溶液の組成変化に伴って、結晶の格
子定数が基板の格子定数と等しくなる様に変化させなか
ら液相エピタキシャル成長するものである。
る格子不整合によるクラックや結晶のはがれ落ちを防ぐ
ために、成長温度を溶液の組成変化に伴って、結晶の格
子定数が基板の格子定数と等しくなる様に変化させなか
ら液相エピタキシャル成長するものである。
作 用
本発明によって厚膜成長時においても結晶のいたるとこ
ろにおいて基板との格子整合のとれた結晶を得ることが
でき、クラックや結晶のはがれ落ちを防ぐことのみなら
ず、結晶の歪が少なく、そのために高消光比の磁気光学
結晶が得られた。
ろにおいて基板との格子整合のとれた結晶を得ることが
でき、クラックや結晶のはがれ落ちを防ぐことのみなら
ず、結晶の歪が少なく、そのために高消光比の磁気光学
結晶が得られた。
実施例
本発明の第1の実施例として、溶液として、モル比カソ
レソレ、Fe2o3/(Lu2o3+Gd2o3)=1
5 、 Gd2O3/Lu2o3:1.22.(PbO
十Bi203)/B203=16 、(Fe2O3+L
u2O3+Gd203)/(Fe2O3+Lu2O3+
Gd2o3+Bi2O3+PbO+B203)=Q、j
、及びBi2O3/ PbO= 0.4 テ表され、総
質量が約3002のものを用い、Ca −Mg −Z
r置換型Gd5Ga6o1遅板(格子定数a = 12
.49A)上に、(BiGdLu)3Fe5012を片
面約100μmの厚さで両面液相エピタキシャル成長し
た場合を示す。
レソレ、Fe2o3/(Lu2o3+Gd2o3)=1
5 、 Gd2O3/Lu2o3:1.22.(PbO
十Bi203)/B203=16 、(Fe2O3+L
u2O3+Gd203)/(Fe2O3+Lu2O3+
Gd2o3+Bi2O3+PbO+B203)=Q、j
、及びBi2O3/ PbO= 0.4 テ表され、総
質量が約3002のものを用い、Ca −Mg −Z
r置換型Gd5Ga6o1遅板(格子定数a = 12
.49A)上に、(BiGdLu)3Fe5012を片
面約100μmの厚さで両面液相エピタキシャル成長し
た場合を示す。
第1図は成長温度に対する格子定数の変化を、片面約1
Qoμmの厚さで両面厚膜液相エピタキシャル成長する
前aと後すで比較したものである。
Qoμmの厚さで両面厚膜液相エピタキシャル成長する
前aと後すで比較したものである。
図中の一点鎖線は基板の格子定数12.49Aを示す。
厚膜成長前a′)まシ厚膜成長開始直後は基板と格子整
合のとれる成長温度は、786℃であったが、厚膜成長
後は786°Cで成長しつづけていれば、基板との格子
定数差が0.32 Aとなシ、クラックが発生し、逆に
基板との格子整合のとれる成長温度は756℃になった
。
合のとれる成長温度は、786℃であったが、厚膜成長
後は786°Cで成長しつづけていれば、基板との格子
定数差が0.32 Aとなシ、クラックが発生し、逆に
基板との格子整合のとれる成長温度は756℃になった
。
第2図は成長温度に対する成長速度の変化金、前記の条
件の厚膜成長の前a、及び後すで比較したものである。
件の厚膜成長の前a、及び後すで比較したものである。
成長前後での基板との格子整合のとれる成長温度786
℃及び766℃での成長速度は、それぞれ1.1 μm
/ sea及び0.68 μm / seaであった
。
℃及び766℃での成長速度は、それぞれ1.1 μm
/ sea及び0.68 μm / seaであった
。
そこで、成長温度を最初786℃とし、その後2時間で
30°C温度降下しながら、液相エピタキシャル成長を
行ったところ、片面100μmの鏡面厚膜が基板の両面
に得られた。X線回折装置によシ基板との格子定数差を
測定したところ、格子不整合は10 以下であった。ま
たこの結晶の波長λ=1.3μmでの消光比は42 d
B と高性能だった。
30°C温度降下しながら、液相エピタキシャル成長を
行ったところ、片面100μmの鏡面厚膜が基板の両面
に得られた。X線回折装置によシ基板との格子定数差を
測定したところ、格子不整合は10 以下であった。ま
たこの結晶の波長λ=1.3μmでの消光比は42 d
B と高性能だった。
第2の実施例として、溶液として、Fe2O3?Lu2
O3゜Gd2Q3.Pb02Bi203.B2O3を総
質量約3007混合したものを用い、Ca −Mg −
Z x置換型Gd3Ga 5012基板(格子定数a
= 12.49A )上に、(BiGdLu)3Fe5
0,2を片面約250 μm の厚さで両面厚膜液相エ
ピタキシャル成長した場合を述べる。成長温度を752
°Cから734℃まで線形に変化させて、8時間成長を
行ったところ、クラックのない鏡面厚膜を得ることがで
き、消光比はλ=1.3μmで41dEと高性能だった
。
O3゜Gd2Q3.Pb02Bi203.B2O3を総
質量約3007混合したものを用い、Ca −Mg −
Z x置換型Gd3Ga 5012基板(格子定数a
= 12.49A )上に、(BiGdLu)3Fe5
0,2を片面約250 μm の厚さで両面厚膜液相エ
ピタキシャル成長した場合を述べる。成長温度を752
°Cから734℃まで線形に変化させて、8時間成長を
行ったところ、クラックのない鏡面厚膜を得ることがで
き、消光比はλ=1.3μmで41dEと高性能だった
。
第3の実施例として、Fe2O3,Lu2O3,Gd2
O3゜PbO,Bi2O3及びB2O3を総質量約30
07混合した溶液からCa −Mg −Z r置換型G
d5Ga50,2基板上に(BiGdLu)3Fe50
1゜を片面約110μmの厚さで両面厚膜液相エビタキ
7ヤル成長した場合を述べる。成長温度を755℃から
732°Cまで変化させて4時間成長を行ったところ、
クラックのない鏡面厚膜を得ることができ、消光比はλ
=1.3μmで1.3 dBであった。
O3゜PbO,Bi2O3及びB2O3を総質量約30
07混合した溶液からCa −Mg −Z r置換型G
d5Ga50,2基板上に(BiGdLu)3Fe50
1゜を片面約110μmの厚さで両面厚膜液相エビタキ
7ヤル成長した場合を述べる。成長温度を755℃から
732°Cまで変化させて4時間成長を行ったところ、
クラックのない鏡面厚膜を得ることができ、消光比はλ
=1.3μmで1.3 dBであった。
なお、本実施例では(BiGdLu)3Fe5012の
成長例を示したが、本発明の磁気光学結晶の成長方法は
成長温度を、溶液の組成変化に伴って、結晶の格子定数
が基板の格子定数と等しくなる様に変化させながら、液
相エピタキシャル法によって成長することを特徴とする
ものであって、成長する結晶組成がRe311e501
゜(Reは1種類以上のY3+。
成長例を示したが、本発明の磁気光学結晶の成長方法は
成長温度を、溶液の組成変化に伴って、結晶の格子定数
が基板の格子定数と等しくなる様に変化させながら、液
相エピタキシャル法によって成長することを特徴とする
ものであって、成長する結晶組成がRe311e501
゜(Reは1種類以上のY3+。
4f希土類イオン、Bl、Pb 、Ca 、Sf。
Ba2+、Cd2+、及びNa+でi、Meは1f!!
類以上のFe 、Tl 、Zr 、Cr 、S
c 、Lu 、A(1。
類以上のFe 、Tl 、Zr 、Cr 、S
c 、Lu 、A(1。
Ga t Cu + Zn r Mg 、Fe
r N1t Ge t■5+及びSi4+である
。)のような組成の異なるガーネット結晶さらには磁気
光学結晶であればよい5.iた成長温度も950℃から
650℃の範囲であればよく、成長温度の時間変化も線
形でなくても基板との格子整合をとる様に変化させれば
よい。
r N1t Ge t■5+及びSi4+である
。)のような組成の異なるガーネット結晶さらには磁気
光学結晶であればよい5.iた成長温度も950℃から
650℃の範囲であればよく、成長温度の時間変化も線
形でなくても基板との格子整合をとる様に変化させれば
よい。
特に、第1図において成長前後のみならず、途中の成長
温度と格子定数の関係をいくつか求め、その変化に従っ
て成長温度を変化させればなお一層よい。
温度と格子定数の関係をいくつか求め、その変化に従っ
て成長温度を変化させればなお一層よい。
発明の効果
本発明によ)磁気光学結晶の液相エピタキシャル成長に
おいて、特に10μm以上の厚膜成長時において、成長
する結晶のいたる′ところで基板との格子整合をとるこ
とが可能となシ、それによシ結晶のクラックやはがれ落
ちを阻止し鏡面を得ることができたのみならず、基板と
の格子不整合による結晶内の歪をなくし、消光比が良好
であるなどの磁気光学特性にすぐれた磁気光学結晶を得
ることができた。
おいて、特に10μm以上の厚膜成長時において、成長
する結晶のいたる′ところで基板との格子整合をとるこ
とが可能となシ、それによシ結晶のクラックやはがれ落
ちを阻止し鏡面を得ることができたのみならず、基板と
の格子不整合による結晶内の歪をなくし、消光比が良好
であるなどの磁気光学特性にすぐれた磁気光学結晶を得
ることができた。
第1図は本発明の第1の芙施例ヲ胱明するための成長温
度と結晶の格子定数の関係を厚膜成長の前(a)t a
b>で比較した図、第2図は本発明の第1の実施例を説
明するための成長温度と成長速度の関係を厚膜成長の前
(a)、後(b)で比較した図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名吃H
−奴彰
度と結晶の格子定数の関係を厚膜成長の前(a)t a
b>で比較した図、第2図は本発明の第1の実施例を説
明するための成長温度と成長速度の関係を厚膜成長の前
(a)、後(b)で比較した図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名吃H
−奴彰
Claims (2)
- (1)成長温度を、溶液の組成変化に伴って、結晶の格
子定数が基板の格子定数と等しくなる様に変化させなが
ら、液相エピタキシャル法によって成長させるようにし
た磁気光学結晶の成長方法。 - (2)成長温度を950℃から650℃の温度範囲内で
変化させ、成長する結晶組成がRe_3Me_5O_1
_2(Reは1種類以上のY^3^+、4f希土類イオ
ン、Bi^3^+、Pb^2^+、Ca^2^+、Sr
^3^+、Ba^2^+、Cd^2^+、及びNa^+
であり、Meは1種類以上のFe^3^+、Ti^4^
+、Zr^4^+、Cr^3^+、Sc^3^+、Lu
^3^+、Al^3^+、Ga^3^+、Cu^2^+
Zn^2^+、Mg^2^+、Fe^2^+、Ni^2
^+、Ge^4^+、V^5^+、及びSi^+である
)である特許請求の範囲第1項記載の磁気光学結晶の成
長方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28333185A JPS62143893A (ja) | 1985-12-16 | 1985-12-16 | 磁気光学結晶の成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28333185A JPS62143893A (ja) | 1985-12-16 | 1985-12-16 | 磁気光学結晶の成長方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62143893A true JPS62143893A (ja) | 1987-06-27 |
Family
ID=17664088
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28333185A Pending JPS62143893A (ja) | 1985-12-16 | 1985-12-16 | 磁気光学結晶の成長方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62143893A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63291028A (ja) * | 1987-05-25 | 1988-11-28 | Furukawa Electric Co Ltd:The | ファラデ−素子 |
JPH0297494A (ja) * | 1988-09-30 | 1990-04-10 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 酸化物ガーネット単結晶およびその製造方法 |
JP2007210879A (ja) * | 2006-01-10 | 2007-08-23 | Tdk Corp | 磁性ガーネット単結晶及びその製造方法並びにそれを用いた光学素子 |
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US7811465B2 (en) | 2004-11-19 | 2010-10-12 | Tdk Corporation | Magnetic garnet single crystal and optical element using same as well as method of producing single crystal |
US7828895B2 (en) | 2006-01-27 | 2010-11-09 | Tdk Corporation | Method of producing optical element |
US8142676B2 (en) | 2006-02-20 | 2012-03-27 | Tdk Corporation | Magnetic garnet single crystal and optical element using the same |
JP2017007873A (ja) * | 2015-06-17 | 2017-01-12 | 住友金属鉱山株式会社 | 酸化物単結晶の製造方法 |
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JPS5526606A (en) * | 1978-08-14 | 1980-02-26 | Agency Of Ind Science & Technol | Method of producing magnetic bubble element |
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-
1985
- 1985-12-16 JP JP28333185A patent/JPS62143893A/ja active Pending
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