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Info
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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
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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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
ることもできる。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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)
- 【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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11187086A JPS62268115A (ja) | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11187086A JPS62268115A (ja) | 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 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62268115A true JPS62268115A (ja) | 1987-11-20 |
Family
ID=14572225
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11187086A Pending JPS62268115A (ja) | 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 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62268115A (ja) |
Cited By (2)
| 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 |
-
1986
- 1986-05-16 JP JP11187086A patent/JPS62268115A/ja active Pending
Cited By (2)
| 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 |
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