JPS62268115A - 磁気バブルガ−ネツト結晶と基板との格子定数整合の制御方法 - Google Patents

磁気バブルガ−ネツト結晶と基板との格子定数整合の制御方法

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JPS62268115A
JPS62268115A JP11187086A JP11187086A JPS62268115A JP S62268115 A JPS62268115 A JP S62268115A JP 11187086 A JP11187086 A JP 11187086A JP 11187086 A JP11187086 A JP 11187086A JP S62268115 A JPS62268115 A JP S62268115A
Authority
JP
Japan
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lattice constant
substrate
crystal
magnetic bubble
garnet crystal
Prior art date
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Pending
Application number
JP11187086A
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English (en)
Inventor
Hidema Uchishiba
内柴 秀磨
Osamu Igata
理 伊形
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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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】 〔概要〕 GGG基板上に磁気バブルガーネット結晶を液相エピタ
キシャル成長法で育成する原料溶液のR,(FezOz
/RzOz)パラメータに格子定数不整合Δaが依存す
ることを発見したので、本発明はこのR+を調整するこ
とにより、Δaを制御し格子定数の整合を行なうもので
ある。
〔産業上の利用分野〕
磁気バブルメモリは高密度、低コスト化を目指して研究
が進められているが、このためには記憶媒体であるバブ
ル磁区を小さくしなければならない。そのためには、磁
気バブルガーネット結晶(以下「ガーネット結晶」と略
す)の−軸異方性磁界や飽和磁化、ガーネット結晶と基
板との格子定数の整合などの制御を行なう必要がある。
本発明は、このようにガーネット結晶を液相エピタキシ
ャル成長法で育成する際のガーネット結晶と基板との格
子定数整合の制’<ITJ方法に関する。
〔ガーネット結晶の育成方法〕
第2図は液相エピタキシャル成長法によるガーネット結
晶の育成装置を示す断面図である。ヒータ1が巻かれた
炉芯管2中に、るつぼ台3が配置され、その上に白金る
つぼ4が載置されている。
るつぼ4中には、育成しようとする結晶の原料溶質と溶
媒から成る原料溶液8が入っており、ヒータ1で加熱さ
れる。支軸5の下端に取付けられた基板ホルダー6には
、GGG基板7が保持されている。
このような育成装置において、支軸5を回転駆動するこ
とで、基板ホルダー6及び基板7を回転させ、第3図の
ようにGGG基板7上に薄膜71を成長させる。このと
き、GGG基板7にヘテロエピタキシャルにより、組成
が(YSmLuCa) 3 (FeGe) so t 
zの単結晶薄膜71を成長させるには、原料溶質として
、磁気バブルガーネット結晶の各成分の酸化物であるY
2O1、SmzOz 、Lu!ts 、CaC0z 、
FezO3、GeO□が使用され、溶媒としてはPb0
−BZO3系フラックスやpb○−BizO3系フラッ
クスなどが使用される。そして、第2図の電気炉中で1
100℃の温度で溶解し、次いで900℃に温度を下げ
て過冷却状態を実現する。
このようにして非磁性のGGG基板7上に磁性ガーネッ
ト結晶71が成長し、局部的に磁化の向きが逆になった
バブルBが安定して存在可能となる。
〔従来の技術〕
ガーネット結晶の特性上重要なものの一つに、格子定数
の不整合がある。格子定数の不整合とは、ガーネット膜
と基板との格子定数が異なることであり、格子定数の不
整合Δa−a、−a、(a、、atはそれぞれGGG基
板7及び単結晶薄膜71の格子定数である)で表される
。磁気バブル素子に用いられるガーネット膜とGGG基
板との格子定数の不整合はなるべく小さい方が好ましい
。格子定数不整合が太き(なると、バブルの動きやすさ
に影響を及ぼす抗磁力(Ilc)が大きくなり、バブル
が動きにくくなる。さらにこの不整合が大きくなると、
ガーネット膜面にき裂が入ったり、ファセットができた
りする。
格子定数不整合を制御するには、従来は結晶成分の全元
素の量を微調整することにより行なっている。すなわち
結晶成分を表すRパラメータ中の各元素量を調整する。
Rパラメータは、次のようにR1−R3で表される。
R+ : FezOz/ΣR20゜ R,: 2FetO−s/GeO2 R3: PbO/2Bz03 R4::容xのモル数/溶ン夜のモル数R,: CaC
0,/(GeO□+CaC0,)ここで、Fe、Ox 
、PbO等は、モル数を表す。
ΣRzOz = Yz03+ Smz03 + Luz
Oz溶質のモル数−2ΣR,0,+ 2Fe、0. +
 Gem、 + CaC0*溶液のモル数=溶質のモル
数+PbO+ 28!O:1従来からRパラメータの一
つであるR1は、該結晶の成長速度、異方性磁界および
結晶成分溶解液の飽和温度に影響があることが知られて
いたが、R1が基板とガーネット膜の格子定数の不整合
(Δa)に関係があることは知られていなかった。前記
のように従来から、Δaの調整は、Rパラメータ中の全
元素の量を微調整することにより行ワていたので、格子
定数整合を行なうことが困難であり、かつ予測不能であ
った。
本発明の技術的課題は、格子定数の整合を自由に行なう
ことができ、かつ格子定数不整合を低減可能とすること
にある。
c問題点を解決するための手段〕 第1図は本発明による磁気バブルガーネット結晶と基板
との格子定数整合の制御方法の基本原理を説明する図で
あり、横軸がRパラメータ中のR8の値、縦軸が格子定
数不整合Δa (”as −at )である。ここでa
S、alはそれぞれGGG基板7及びガーネット結晶7
1の格子定数である。
(YSmLuCa) ! (FeGe) sO+ zで
示される単結晶薄膜を作成するには、Y20z + S
mzOt +LuzO* 、CaC0=、FezO5,
Gem2の原料酸化物を混合して溶媒(PbO−BzO
3系フラックスまたはPbO−B1103系フラツクス
)中に溶解し、この溶液中にGd3Ga、0.□(GG
G)基板を浸漬して液相成長法により育成する。
その際、原料溶液中のR1の値を、第1図に示すように
17〜30の範囲で変化させることにより、該結晶とG
GG基板との格子定数不整合を調整する。
〔作用〕
第1図に示すように、原料溶液のR,の値が22〜23
付近の場合は、格子定数不整合がほとんどOとなり、G
GG基板とガーネット結晶との間の格子定数整合として
は最適の状態である。R,の値が22〜23から減少し
ても、増加しても、格子定数不整合は次第に増加し、悪
化する。格子定数不整合が、−3,5Xl0−’人≦Δ
a≦+3.5 Xl0−3人の範囲であれば、磁気バブ
ルメモリとして機能するため、この範囲を実現できるR
1の値は、第1図のΔaとI?、との関係が直線である
ので、下限が約17であり、上限が約30である。した
がってR,を17〜30の範囲で調整することにより、
格子定数不整合を自由に、かつ所望の値に調整できる。
また第1図の特性線により、R1の値からΔaを予測す
ることもできる。
〔実施例〕
次に本発明による格子定数整合の制御方法が実際上どの
ように具体化されるかを実施例で説明する。
バブル結晶として使用される組成(YSmLuCa) 
3(FeGe) so + zの単結晶薄膜は、Y2O
2,S町02.Lu2O3,CacO3,FezO3,
GeO□の原料酸化物を混合して溶媒中に溶解し、この
溶液を用いて液相成長法により育成する。上記の溶媒に
はPbOと8203の混合物(フラ・ノクス)を使用し
た。
表1は、結晶成分の原料酸化物のR9−R3を種々変え
て結晶作成した各実施例である。すなわち表1の#1.
 R2,1+3.は、R1を変えたサンプルを示し、こ
れらの酸化物をサンプル毎に炉の中で約1100°Cの
温度で溶解混合した後、900℃程度の過冷却状態にし
、過飽和溶液中にGd5GasO+z(GGG)基板を
浸漬して単結晶磁性薄膜を育成した。このとき溶液中の
R1が育成結晶のΔaに影客を与えることを新たに発見
した。
表、1 結晶成分酸化物のRパラメータ第1図は、上記
方法で育成された結晶のΔaとR1との関係をグラフ化
した図である。この図から明らかなようにΔaは、R1
が17では−3,6Xl0−”人であるが、R4を次第
に大きくすると0に近づき、R1=22〜23でほとん
ど0となる。R1を更に大きくしていくと、Δaが次第
に増大し悪化することが確かめられた。
〔発明の効果〕
以上のように本発明によれば、結晶原料溶液のR,を変
えることにより、格子定数不整合Δaを自由に調整し、
かつ小さくできる。そのため、バブルが動き易くなり、
かつガーネット膜面に亀裂が生じたりファセットができ
たりすることのない、より高品質のバブル結晶を得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による磁気バブルガーネット結晶と基板
との格子定数整合の制御方法の基本原理を説明する図、
第2図は磁気ハブルガーネソト結晶の育成装置の断面図
、第3図は本発明の方法で育成されるガーネット結晶を
示す断面図である。 図において、4はるつぼ、5は支軸、6は基板ホルダー
、7は基板、71は育成薄膜、8は溶液をそれぞれ示す
。 特許出願人     富士通株式会社 復代理人 弁理士  福 島 康 文 xto’ AIXのR,揄(4・1主 第1図 第2図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  Gd_3Ga_5O_1_2(GGG)基板上に液相
    エピタキシャル成長法で育成する磁気バブルガーネット
    結晶(YA)、(FeX)_5O_1_2(但し、Aは
    希土類元素、Ca、Biおよびこれらの混合物、またX
    はGa、Ge、Al、Si、Sc、V、Ru、Coおよ
    びこれらの混合物)の成分をPbO−B_2O_3系フ
    ラックスまたはPbO−Bi_2O_3系フラックス中
    に溶解した原料溶液において、 該原料溶液のRパラメータの一つであるR_1=Fe_
    2O_3/R_2O_3(但しR_2O_3は溶液中の
    Y_2O_3および希土類酸化物の総量)の値を17〜
    30の範囲で変えることにより、該磁気バブルガーネッ
    ト結晶とGGG基板との格子定数の整合をコントロール
    することを特徴とする磁気バブルガーネット結晶と基板
    との格子定数整合の制御方法。
JP11187086A 1986-05-16 1986-05-16 磁気バブルガ−ネツト結晶と基板との格子定数整合の制御方法 Pending JPS62268115A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0294615A (ja) * 1988-09-30 1990-04-05 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
JPH02168606A (ja) * 1988-09-30 1990-06-28 Shin Etsu Chem Co Ltd マイクロ波素子

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0294615A (ja) * 1988-09-30 1990-04-05 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
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