JPS6271205A - 磁気デバイス - Google Patents
磁気デバイスInfo
- Publication number
- JPS6271205A JPS6271205A JP21124885A JP21124885A JPS6271205A JP S6271205 A JPS6271205 A JP S6271205A JP 21124885 A JP21124885 A JP 21124885A JP 21124885 A JP21124885 A JP 21124885A JP S6271205 A JPS6271205 A JP S6271205A
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- Japan
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- single crystal
- garnet
- substrate
- magnetic
- bismuth
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Thin Magnetic Films (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)
本発明は磁気デバイス、特には異方性磁界が大きく、フ
ァラデイ回転能、偏光回転数の大きい。
ァラデイ回転能、偏光回転数の大きい。
磁気バブル、磁気光学素子として有用とされる磁気デバ
イスに関するものである。
イスに関するものである。
(従来の技術)
希土類鉄系の磁性ガーネット薄膜をガーネット基板単結
晶上にエピタキシャル成長させた磁気ディスクは、磁気
バブル素子、磁気光学素子として使用されているが、こ
のエピタキシャル成長させるガーネット構造体について
はバブルメモリーにおける異方性磁界を大きくすること
、また磁気光学用としてはファラデイ回転能を大きくす
るということからBi、R,Fe、M(ここにRはCa
。
晶上にエピタキシャル成長させた磁気ディスクは、磁気
バブル素子、磁気光学素子として使用されているが、こ
のエピタキシャル成長させるガーネット構造体について
はバブルメモリーにおける異方性磁界を大きくすること
、また磁気光学用としてはファラデイ回転能を大きくす
るということからBi、R,Fe、M(ここにRはCa
。
Yまたは希土類元素の1種以上1MはGa、AJLなど
の鉄と置換可能な金属元素)の陽イオン酸化物からなる
ビスマス置換磁性ガーネット膜の使用が良好な結果を示
すものとされ、このものの使用が注目されている。
の鉄と置換可能な金属元素)の陽イオン酸化物からなる
ビスマス置換磁性ガーネット膜の使用が良好な結果を示
すものとされ、このものの使用が注目されている。
他方、このガーネット構造をとるエピタキシャル成長を
形成するために使用されるガーネット基板単結晶につい
ては 1)結晶の格子定数がガーネット構造をもつエピタキシ
ャル成長する磁性膜と約o、oIAの範囲で合致してい
ること・ 2)結晶を構成する元素の偏析係数が1に近い値である
こと が要求されるが、上記したビスマス置換磁性ガーネッ)
Mの格子定数が12.42〜12−45 Aとされるこ
とから、これをエピタキシャル成長させるための基板単
結晶としては従来この種の磁気デバイス用に使用されて
いるガドリニウム・ガリウム・ガーネット(GGG)、
ネオジム・ガリウム・ガーネット(NGO)などはその
格子定数が12.38゜12.51人であることから使
用することができず、したがってこの基板単結晶として
は格子定数が12.43 Aであるサマリウム・ガリウ
ム・ガーネット(SGG)しか使用することができず、
これについては式S■3Ga5012で示される結晶構
造をもつSGG単結晶板上に式B 1xGd、T m2
F e5−rGaro 12で示される結晶構造をもつ
ビスマス置換磁性ガーネットをエピタキシャル成長させ
てなる磁気バブルガーネット複合板が提案されている(
特開昭50−20300号公報参照)。
形成するために使用されるガーネット基板単結晶につい
ては 1)結晶の格子定数がガーネット構造をもつエピタキシ
ャル成長する磁性膜と約o、oIAの範囲で合致してい
ること・ 2)結晶を構成する元素の偏析係数が1に近い値である
こと が要求されるが、上記したビスマス置換磁性ガーネッ)
Mの格子定数が12.42〜12−45 Aとされるこ
とから、これをエピタキシャル成長させるための基板単
結晶としては従来この種の磁気デバイス用に使用されて
いるガドリニウム・ガリウム・ガーネット(GGG)、
ネオジム・ガリウム・ガーネット(NGO)などはその
格子定数が12.38゜12.51人であることから使
用することができず、したがってこの基板単結晶として
は格子定数が12.43 Aであるサマリウム・ガリウ
ム・ガーネット(SGG)しか使用することができず、
これについては式S■3Ga5012で示される結晶構
造をもつSGG単結晶板上に式B 1xGd、T m2
F e5−rGaro 12で示される結晶構造をもつ
ビスマス置換磁性ガーネットをエピタキシャル成長させ
てなる磁気バブルガーネット複合板が提案されている(
特開昭50−20300号公報参照)。
しかし、このSGGは0.8 終膳、1.2 終腸、1
.3〜1.81L■近辺での光透過性がわるいので、S
GGにビスマス置換磁性ガーネット構造体をエピタキシ
ャル成長させた磁気デバイスは磁気バブル用素子として
は有用とされるが光アイソレーターなどの磁気光学素子
としては使用することができないという不利があり、こ
れにはまたSGGがこれをチョクラルスキー法で単結晶
として引上げるときに結晶がねじれるという現象を伴な
うために製造がむずかしく、生産性がわるいという欠点
もある。
.3〜1.81L■近辺での光透過性がわるいので、S
GGにビスマス置換磁性ガーネット構造体をエピタキシ
ャル成長させた磁気デバイスは磁気バブル用素子として
は有用とされるが光アイソレーターなどの磁気光学素子
としては使用することができないという不利があり、こ
れにはまたSGGがこれをチョクラルスキー法で単結晶
として引上げるときに結晶がねじれるという現象を伴な
うために製造がむずかしく、生産性がわるいという欠点
もある。
(発明の構r&)
本発明はこのような不利、欠点を解決した磁気デバイス
に関するものであり、これは陽イオンがY、In、Al
の3種とされる酸化物ガーネット単結晶の基板上に、B
i 、 R、F e * M (ココニRはCa、7
または希土類元素のL種以上、MはGa、Allなどの
鉄と置換可能な金属元素)の陽イオン醸化物からなるビ
スマス置換磁性ガーネット構造体をエピタキシャル成長
させてなることを特徴とするものである。
に関するものであり、これは陽イオンがY、In、Al
の3種とされる酸化物ガーネット単結晶の基板上に、B
i 、 R、F e * M (ココニRはCa、7
または希土類元素のL種以上、MはGa、Allなどの
鉄と置換可能な金属元素)の陽イオン醸化物からなるビ
スマス置換磁性ガーネット構造体をエピタキシャル成長
させてなることを特徴とするものである。
すなわち、本発明者らは前記したような不利を伴なわな
い磁気デバイスの取得について種々検討した結果、ビス
マス置換磁性ガーネット構造体をエピタキシャル成長さ
せるための基板単結晶として上記した陽イオンがY、I
!l、Alの3種からなる酸化物ガーネット単結晶を使
用すると、このものが格子定数12.42 Aであり、
これを構成する各金属の偏析係数が略々1とされるもの
であることから格子定数12.42〜12.45 Aと
される上記したBi 、R,Fe、Mの陽イオン酸化物
からなるビスマス置換磁性ガーネット構造体をこの基板
単結、す、娠トじ工2々五〜セわ虐り七硅スrシ4<−
rh七ること、またこの基板単結晶としての陽イオンが
Y、In、Aiの3種からなる酸化物ガーネット構造体
は光透過性がよく、特に0.5〜1.7 pmの範囲で
は光の吸収がないので、これにビスマス置換磁性ガーネ
ット構造体をエピタキシャル成長させて得た磁気デバイ
スは磁気バブルとして使用できるほか特には光アイソレ
ーターなどのような磁気光学素子としても有用とされる
ということを見出し、この基板単結晶の種類、製造方法
、これに対するビスマス置換磁性ガーネット構造体のエ
ピタキシャル成長法などについての研究を進めて本発明
を完成させた。
い磁気デバイスの取得について種々検討した結果、ビス
マス置換磁性ガーネット構造体をエピタキシャル成長さ
せるための基板単結晶として上記した陽イオンがY、I
!l、Alの3種からなる酸化物ガーネット単結晶を使
用すると、このものが格子定数12.42 Aであり、
これを構成する各金属の偏析係数が略々1とされるもの
であることから格子定数12.42〜12.45 Aと
される上記したBi 、R,Fe、Mの陽イオン酸化物
からなるビスマス置換磁性ガーネット構造体をこの基板
単結、す、娠トじ工2々五〜セわ虐り七硅スrシ4<−
rh七ること、またこの基板単結晶としての陽イオンが
Y、In、Aiの3種からなる酸化物ガーネット構造体
は光透過性がよく、特に0.5〜1.7 pmの範囲で
は光の吸収がないので、これにビスマス置換磁性ガーネ
ット構造体をエピタキシャル成長させて得た磁気デバイ
スは磁気バブルとして使用できるほか特には光アイソレ
ーターなどのような磁気光学素子としても有用とされる
ということを見出し、この基板単結晶の種類、製造方法
、これに対するビスマス置換磁性ガーネット構造体のエ
ピタキシャル成長法などについての研究を進めて本発明
を完成させた。
本発明の磁気デバイスを構成するガーネット単結晶は上
記したように陽イオンがY、In、AMの3種からなる
酸化物ガーネット単結晶とされるがこのものは例えばそ
の(C)サイトにY。
記したように陽イオンがY、In、AMの3種からなる
酸化物ガーネット単結晶とされるがこのものは例えばそ
の(C)サイトにY。
(&]サイトにIn 、(d)サイトにAnを配置した
ものとすればよく、これには式 Y a I n2A−n 3012で示される結晶構造
をもつも本発明者らによって創製された文献未載の構造
体であり、このものは例えばY30336〜39モル%
、In20322〜28モル%およびA120336〜
39モル%をるつぼに仕込み、高周波誘導で溶融したの
ち、この融液からチョクラルスキー法で単結晶を引りげ
ることによって得ることができる。このものはこのよう
にして得た単結晶から切り出したウェーハを例えば熱リ
ン酸でエツチングしたのち格子定数を測定すると12.
42 Aを示すし、これを構成するY、In、A4の偏
析係数がいずれも略々lとされるものであることが本発
明者らによって確認されている。
ものとすればよく、これには式 Y a I n2A−n 3012で示される結晶構造
をもつも本発明者らによって創製された文献未載の構造
体であり、このものは例えばY30336〜39モル%
、In20322〜28モル%およびA120336〜
39モル%をるつぼに仕込み、高周波誘導で溶融したの
ち、この融液からチョクラルスキー法で単結晶を引りげ
ることによって得ることができる。このものはこのよう
にして得た単結晶から切り出したウェーハを例えば熱リ
ン酸でエツチングしたのち格子定数を測定すると12.
42 Aを示すし、これを構成するY、In、A4の偏
析係数がいずれも略々lとされるものであることが本発
明者らによって確認されている。
また、このガーネット基板単結晶にエピタキシャル成長
させられるビスマス置換磁性ガーネット構造体はBi
、R,Fe、M(R,Mは前記に同じ)の陽イオン酸
化物からなり、このRはCa。
させられるビスマス置換磁性ガーネット構造体はBi
、R,Fe、M(R,Mは前記に同じ)の陽イオン酸
化物からなり、このRはCa。
Yまたは希土類元素の1種以上、MはGa、Alなどの
鉄と置換可能な金属元素とされる公知のものであり、こ
れには次式のものが例示される。
鉄と置換可能な金属元素とされる公知のものであり、こ
れには次式のものが例示される。
B’0.5Gd2.5Fe4.2”0.8012格子定
数12−45 iBi Y Fe An
O” 12.45 人1.1 1.9
4.8 0.4 12Bi1.4Lu、、6Fe
、0012” 12.43 Aこのどスマス置換磁性
ガーネット構造体は上記したようにその格子定数が12
.42〜12.45 Aのものであるが、このものにつ
いてはこの構造体を構成する金属元素の一部がビスマス
で置換されていることから、これをガーネット基板単結
晶板上にエピタキシャル成長させたJiI!気バブルメ
モリーは異方性磁界が大きなものとなるし、磁気光学用
の磁気デバイスについてはファラデイ回転能が大きくな
ることが知られている。
数12−45 iBi Y Fe An
O” 12.45 人1.1 1.9
4.8 0.4 12Bi1.4Lu、、6Fe
、0012” 12.43 Aこのどスマス置換磁性
ガーネット構造体は上記したようにその格子定数が12
.42〜12.45 Aのものであるが、このものにつ
いてはこの構造体を構成する金属元素の一部がビスマス
で置換されていることから、これをガーネット基板単結
晶板上にエピタキシャル成長させたJiI!気バブルメ
モリーは異方性磁界が大きなものとなるし、磁気光学用
の磁気デバイスについてはファラデイ回転能が大きくな
ることが知られている。
本発明の磁気デバイスは前記した例えば式Y 3 I
n2Al、012で示される結晶構造をもつガーネット
基板単結晶板上に前記したBE 、R。
n2Al、012で示される結晶構造をもつガーネット
基板単結晶板上に前記したBE 、R。
Fe 、Mの陽イオン酸化物からなる、例えば(BiR
)(FeM)5012で示される結晶構造ををもつビス
マス置換磁性ガーネット構造体をエピタキシャル成長さ
せることによって作られるが。
)(FeM)5012で示される結晶構造ををもつビス
マス置換磁性ガーネット構造体をエピタキシャル成長さ
せることによって作られるが。
、 このエピタキシャル成長は前記したように基板単
に 結晶の格子定数が12.42人とされ、ビスマスを換磁
性ガーネット構造体の格子定数が12.42〜12.4
5λとされて両者の格子定数が0.01〜0.02Aの
範囲内で一致しているので容易に行なうことができるし
、このようにして得られたエピタキシャル成長層は亀裂
が入ることもない、このエピタキシャル成長は液相、気
相のいずれで行なわせてもよいが、この液相エビタクシ
ャル法は例えばGd2O3、Y2O3,Lu2O3,F
e2O3,Al2O2゜Ga2O3などのガーネット結
晶を構成する金属酸化物およびPb O,B O、B
i2O3とを混合して白金ルツボ中で約t 、too−
t 、200℃に加熱して溶融し、この融液に基板単結
晶としてのY 3 I n2Al。012を浸漬すれば
、この基板単結晶面上に一■−記した金属から構成され
るガーネツ1構遺体をエピタキシャル成長させることが
できる。この成長層の厚さは通常0.5〜500gmの
範囲とすればよく、このようにして得た磁気デバイスを
磁気バルブとするときには0.5〜5 gm、光アイソ
レーターなどの磁気光学素子とするためには50〜50
0 pmとすればよい。
に 結晶の格子定数が12.42人とされ、ビスマスを換磁
性ガーネット構造体の格子定数が12.42〜12.4
5λとされて両者の格子定数が0.01〜0.02Aの
範囲内で一致しているので容易に行なうことができるし
、このようにして得られたエピタキシャル成長層は亀裂
が入ることもない、このエピタキシャル成長は液相、気
相のいずれで行なわせてもよいが、この液相エビタクシ
ャル法は例えばGd2O3、Y2O3,Lu2O3,F
e2O3,Al2O2゜Ga2O3などのガーネット結
晶を構成する金属酸化物およびPb O,B O、B
i2O3とを混合して白金ルツボ中で約t 、too−
t 、200℃に加熱して溶融し、この融液に基板単結
晶としてのY 3 I n2Al。012を浸漬すれば
、この基板単結晶面上に一■−記した金属から構成され
るガーネツ1構遺体をエピタキシャル成長させることが
できる。この成長層の厚さは通常0.5〜500gmの
範囲とすればよく、このようにして得た磁気デバイスを
磁気バルブとするときには0.5〜5 gm、光アイソ
レーターなどの磁気光学素子とするためには50〜50
0 pmとすればよい。
このようにして得られた本発明の磁気デバイスは偏光顕
微鏡下での観察が容易で、異方性磁界が大きいので磁気
バルブ用として有用とされるが、このものはその基板単
結晶がSGGにくらべて光透過性のすぐれた式Y 3
In2A l 3012とされており、この素子が特に
ファデイ回転係数の大きいものであるということから光
アイソレーターなどの磁気光学素子としても有用とされ
る。
微鏡下での観察が容易で、異方性磁界が大きいので磁気
バルブ用として有用とされるが、このものはその基板単
結晶がSGGにくらべて光透過性のすぐれた式Y 3
In2A l 3012とされており、この素子が特に
ファデイ回転係数の大きいものであるということから光
アイソレーターなどの磁気光学素子としても有用とされ
る。
つぎに本発明の実施例をあげる。
実施例 1
Gd203.Bi2O3,Fe2O3,Al2O2゜P
bOおよびB2O3の混合物を白金ルツボに入れ、約t
、ioo℃に長時間加熱して一溶融してから約890℃
に急冷し、ついでこの融液中に武Y3■n2A!L30
.2で示される結晶構造をもつ単結晶の(l l l)
基板を約2分間浸漬して引上げたところ、この基板単結
晶上に厚さ約21Lmに重結晶膜がエピタキシャル成長
したものが得られた。
bOおよびB2O3の混合物を白金ルツボに入れ、約t
、ioo℃に長時間加熱して一溶融してから約890℃
に急冷し、ついでこの融液中に武Y3■n2A!L30
.2で示される結晶構造をもつ単結晶の(l l l)
基板を約2分間浸漬して引上げたところ、この基板単結
晶上に厚さ約21Lmに重結晶膜がエピタキシャル成長
したものが得られた。
つぎに、この単結晶膜を高周波結合誘導プラズマ発光装
置を用いて成分分析を行なったところ。
置を用いて成分分析を行なったところ。
このエピタキシャル成長膜の組成は
B’0.5”2.5”12AJlO,8012で示され
るものであることが確認されたが、このエピタキシャル
成長膜を偏光顕微鏡で観察したところ、これには約24
mのストライプ状の磁区が明瞭にみとめられた。
るものであることが確認されたが、このエピタキシャル
成長膜を偏光顕微鏡で観察したところ、これには約24
mのストライプ状の磁区が明瞭にみとめられた。
実施例 2
Y2O2,Bi2O3,Fe2O,、A皇203゜Pb
OおよびB 20 aの混合物を白金ルツボに入れ、約
1,100℃に長時間加熱して溶融してから約890℃
に急冷し、ついでこの融液中に式Y3■n2Ai301
2で示される結晶構造をもつ単結晶の(111)基板を
約6時間浸漬して引き上げたところ、この基板単結晶上
に約150#Lmに単結晶膜がエピタキシャル成長した
ものが得られた。
OおよびB 20 aの混合物を白金ルツボに入れ、約
1,100℃に長時間加熱して溶融してから約890℃
に急冷し、ついでこの融液中に式Y3■n2Ai301
2で示される結晶構造をもつ単結晶の(111)基板を
約6時間浸漬して引き上げたところ、この基板単結晶上
に約150#Lmに単結晶膜がエピタキシャル成長した
ものが得られた。
つぎに、この単結晶膜の成分分析を高周波結合誘導プラ
ズマ発光装置を用いて行なった結果、このものは式 %式% のであることが確認されたが、エピタキシャル成長膜に
ついてのファラディ回転角を測定したところ45度であ
ることから、このものは光アイソレーターとして使用し
得るものであることが判った。
ズマ発光装置を用いて行なった結果、このものは式 %式% のであることが確認されたが、エピタキシャル成長膜に
ついてのファラディ回転角を測定したところ45度であ
ることから、このものは光アイソレーターとして使用し
得るものであることが判った。
実施例 3
Lu203.Bi2O3,Fe2O3,Pb Oおよび
B2O3の混合物を白金ルツボに入れ、約1,100℃
に長時間加熱して溶融してから約890℃に急冷し、つ
いでこの融液中に式 Y3In2AIL3012で示される結晶構造をもつ単
結晶の(111)基板を約4時間浸漬して引き上げたと
ころ、この基板単結晶上に厚さ約11001Lに単結晶
膜がエピタキシャル成長したものが得られた。
B2O3の混合物を白金ルツボに入れ、約1,100℃
に長時間加熱して溶融してから約890℃に急冷し、つ
いでこの融液中に式 Y3In2AIL3012で示される結晶構造をもつ単
結晶の(111)基板を約4時間浸漬して引き上げたと
ころ、この基板単結晶上に厚さ約11001Lに単結晶
膜がエピタキシャル成長したものが得られた。
つぎに、この単結晶膜の成分分析を高周波結合誘導プラ
ズマ発光装置を用いて行なった結果、このものは式 %式% とが確認されたが、このエピタキシャル成長膜について
のファラデイ回転角を測定したこる45度であることか
ら、このものは光アイソレーターとして使用し得るもの
であることが判った。
ズマ発光装置を用いて行なった結果、このものは式 %式% とが確認されたが、このエピタキシャル成長膜について
のファラデイ回転角を測定したこる45度であることか
ら、このものは光アイソレーターとして使用し得るもの
であることが判った。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、陽イオンがY、In、Alの3種からなる酸化物ガ
ーネット単結晶の基板上に、Bi、R、Fe、M(ここ
にRはCa、Yまたは希土類元素の1種以上、MはGa
、Alなどの鉄と置換可能な金属元素)の陽イオン酸化
物からなるビスマス置換磁性ガーネット構造体をエピタ
キシャル成長させてなることを特徴とする磁気デバイス
。 2、酸化物ガーネット単結晶基板の格子定数が12.4
2〜12.45Åの範囲にある特許請求の範囲第1項に
記載の磁気デバイス。 3、基板となる酸化物ガーネット単結晶が Y_3In_2Al_3O_1_2である特許請求の範
囲第1項に記載の磁気デバイス。 4、ビスマス置換磁性ガーネット構造体が式(BiR)
_3(FeM)_5O_1_2(ここにR、Mは前記に
同じ)で示されるものである特許請求の範囲第1項記載
の磁気デバイス。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21124885A JPS6271205A (ja) | 1985-09-25 | 1985-09-25 | 磁気デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21124885A JPS6271205A (ja) | 1985-09-25 | 1985-09-25 | 磁気デバイス |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6271205A true JPS6271205A (ja) | 1987-04-01 |
Family
ID=16602751
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21124885A Pending JPS6271205A (ja) | 1985-09-25 | 1985-09-25 | 磁気デバイス |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6271205A (ja) |
-
1985
- 1985-09-25 JP JP21124885A patent/JPS6271205A/ja active Pending
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