JPS6272597A - 酸化物ガ−ネツト単結晶 - Google Patents
酸化物ガ−ネツト単結晶Info
- Publication number
- JPS6272597A JPS6272597A JP21124685A JP21124685A JPS6272597A JP S6272597 A JPS6272597 A JP S6272597A JP 21124685 A JP21124685 A JP 21124685A JP 21124685 A JP21124685 A JP 21124685A JP S6272597 A JPS6272597 A JP S6272597A
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- single crystal
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- pulling
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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、文献未載の新規な磁性膜用ガーネット単結晶
、特には陽イオンがＹ、Ｉｎ、ＡＭの３種の酸化物から
なる磁気バブル素子、磁気光学素子用として有用とされ
る酸化物ガーネッｌ結晶に関するものである。
、特には陽イオンがＹ、Ｉｎ、ＡＭの３種の酸化物から
なる磁気バブル素子、磁気光学素子用として有用とされ
る酸化物ガーネッｌ結晶に関するものである。
希土類鉄系の磁性ガーネット薄膜をエピタキシャル成長
させたガーネット構造をもつ磁性膜は磁気バブル素子、
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ことからＢ
ｉ。
させたガーネット構造をもつ磁性膜は磁気バブル素子、
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ことからＢ
ｉ。
Ｒ、Ｆ ｅ 、 Ｍ （ここにＲはＣａ、Ｙまたは希土
類元十の１種以上、ＭはＧａ、Ａ交などの鉄とｔ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層を作るために使用
されるガーネット基板単結晶については ｌ）結晶の格子定数がガーネット構造をもつ磁性膜と約
０．０１Ａの範囲内で合致していること。
類元十の１種以上、ＭはＧａ、Ａ交などの鉄とｔ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層を作るために使用
されるガーネット基板単結晶については ｌ）結晶の格子定数がガーネット構造をもつ磁性膜と約
０．０１Ａの範囲内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、ｌに近い値であ
ること が要求されるのであるが、上記したビスマス置換磁性ガ
ーネット膜の格子定数が１２．４２〜１２．４５Ａとさ
れるのに対し、従来この種の基板単結晶とされたガドリ
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ｈ （ＮＧＯ）などはその格子定数
が、それぞれ１２．３８．１２．５１Ａであることから
、このビスマス置換磁性ガーネットａをエピタキシャル
成長させるための最適な基板とはいえず、従来公知の各
種の基板単結晶の中ではその格子定数が１２．４３Ａで
あるサマリウム会ガリウムーガーネッ） （ＳＧＧ）だ
けがこれに使用されるものとされ、実用化されている。
ること が要求されるのであるが、上記したビスマス置換磁性ガ
ーネット膜の格子定数が１２．４２〜１２．４５Ａとさ
れるのに対し、従来この種の基板単結晶とされたガドリ
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ｈ （ＮＧＯ）などはその格子定数
が、それぞれ１２．３８．１２．５１Ａであることから
、このビスマス置換磁性ガーネットａをエピタキシャル
成長させるための最適な基板とはいえず、従来公知の各
種の基板単結晶の中ではその格子定数が１２．４３Ａで
あるサマリウム会ガリウムーガーネッ） （ＳＧＧ）だ
けがこれに使用されるものとされ、実用化されている。
しかし、このＳＧＧについてはチョクラルスキー法に
おける単結晶引上げ時に結晶がねじれるという現象が起
るためにその製造が難しく、生産性がわるいという欠点
があるため、これに代る基板中結晶の提供が求められて
いる。
おける単結晶引上げ時に結晶がねじれるという現象が起
るためにその製造が難しく、生産性がわるいという欠点
があるため、これに代る基板中結晶の提供が求められて
いる。
本発明はこのような不利を伴なわない生産性のよい、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
中結晶に関するもので、これは陽イオンがＹ、Ｉｎ、Ａ
Ｊｌの３種からなる酸化物ガーネット単結晶に関するも
のである。
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
中結晶に関するもので、これは陽イオンがＹ、Ｉｎ、Ａ
Ｊｌの３種からなる酸化物ガーネット単結晶に関するも
のである。
すなわち１本発明者らは前記したエピタキシャル成長層
として（７）Ｂｉ 、Ｒ，Ｆｅ、Ｍ（Ｒ，Ｍは前記に同
じ）の陽イオン酸化物からなるビスマス置換磁性ガーネ
ット膜の結晶格子定数である１２．４２〜１２．４５λ
に近似する格子定数をもつガーネット構造体について種
々検討した結果、上記した陽イオンがＹ、Ｉｎ、Ａｊｌ
の３種からなる酸化物ガーネット単結晶が格子定数１２
．４２λとされるものであることを見出すと共に、この
ものは偏析係数が略々ｌであり、このものはチョクラル
スキー法による単結晶引上げ時にも結晶がねじれること
もなく、容易に引上げることができるので生産性もすぐ
れたものであるということを確認して本発明を完成させ
た。
として（７）Ｂｉ 、Ｒ，Ｆｅ、Ｍ（Ｒ，Ｍは前記に同
じ）の陽イオン酸化物からなるビスマス置換磁性ガーネ
ット膜の結晶格子定数である１２．４２〜１２．４５λ
に近似する格子定数をもつガーネット構造体について種
々検討した結果、上記した陽イオンがＹ、Ｉｎ、Ａｊｌ
の３種からなる酸化物ガーネット単結晶が格子定数１２
．４２λとされるものであることを見出すと共に、この
ものは偏析係数が略々ｌであり、このものはチョクラル
スキー法による単結晶引上げ時にも結晶がねじれること
もなく、容易に引上げることができるので生産性もすぐ
れたものであるということを確認して本発明を完成させ
た。
本発明の酸化物ガーネット単結晶は陽イオンとしてイツ
トリウム（Ｙ）、インジウム（Ｉ ｎ）およびアルミニ
ウム（Ａ！Ｌ）の３元素を構成要素とするものであるが
、このものはその結晶から切出したウェーハを熱リン酸
でエツチングしてからその格子定数を測定したところ１
２．４１９Ａであって前記したＢｉ、Ｒ，Ｆｅ、Ｍの陽
イオン酸化物からなる、例えば式 （Ｂ １Ｒｅ） （ＦｅＭ）ｓ ０１２で示される
ビスマス置換磁性ガーネット膜の格子定ｆｉ１２．４２
〜ｌ ２．４５Ａと略々一致するものであるし、この偏
析係数がこの結晶の重量分析値からＹ。
トリウム（Ｙ）、インジウム（Ｉ ｎ）およびアルミニ
ウム（Ａ！Ｌ）の３元素を構成要素とするものであるが
、このものはその結晶から切出したウェーハを熱リン酸
でエツチングしてからその格子定数を測定したところ１
２．４１９Ａであって前記したＢｉ、Ｒ，Ｆｅ、Ｍの陽
イオン酸化物からなる、例えば式 （Ｂ １Ｒｅ） （ＦｅＭ）ｓ ０１２で示される
ビスマス置換磁性ガーネット膜の格子定ｆｉ１２．４２
〜ｌ ２．４５Ａと略々一致するものであるし、この偏
析係数がこの結晶の重量分析値からＹ。
Ｉｎ、ＡＭのいずれについても１．００−１．０２とさ
れるものであることから、上記したビスマスｆＦｉ換磁
性ガーネット膜をエピタキシャル成長させるためのガー
ネット基板単結晶として最適とされるものであることが
確認された。
れるものであることから、上記したビスマスｆＦｉ換磁
性ガーネット膜をエピタキシャル成長させるためのガー
ネット基板単結晶として最適とされるものであることが
確認された。
本発明の酸化物ガーネット単結晶は上記したように陽イ
オンがＹ、Ｉｎ、Ａｌｌの３種からなるも”のとされる
が、このものはガーネット構造の（Ｃ）サイトにＹ、［
ａｌサイトにＩｎ、（ｄ）サイトにＡｎを配ｌしたもの
と考えられる。したかってこれには弐Ｙ３Ｉ ｎ２１’
−１３０ｔ２で示される結晶構造をもつものが例示され
るがこのものはＹ Ｏ、Ｉｎ２Ｏ３およびＡＩＬ２０
３の所定量をるつぼ中に仕込んで高周波誘導で加熱溶融
したのち、この融液からチョクラルスキー法で単結晶を
引上げることによって製造される。
オンがＹ、Ｉｎ、Ａｌｌの３種からなるも”のとされる
が、このものはガーネット構造の（Ｃ）サイトにＹ、［
ａｌサイトにＩｎ、（ｄ）サイトにＡｎを配ｌしたもの
と考えられる。したかってこれには弐Ｙ３Ｉ ｎ２１’
−１３０ｔ２で示される結晶構造をもつものが例示され
るがこのものはＹ Ｏ、Ｉｎ２Ｏ３およびＡＩＬ２０
３の所定量をるつぼ中に仕込んで高周波誘導で加熱溶融
したのち、この融液からチョクラルスキー法で単結晶を
引上げることによって製造される。
すなわち、本発明者らは例えば前記した式Ｙ３Ｉｎ２Ａ
ｆＬ３０．２で示されるガーネット単結晶の工業的な製
造方法について種々検討し、これにはチョクラルスキー
法による単結晶中とげ法によることがよいと判断し、こ
の諸条件についての研究を進めた。ここに使用される Ｙ Ｏ、Ｉｎ２Ｏ３，ＡｆＬ２０３はできるだけ高純
度のものとすることがよく、したがってこれらはいずれ
も好ましくは純度が９９．９％以上のものとされる。こ
れらの配合比は目的とする単結晶が例えば 式 Ｙ３■ｎ２Ａ９．３０１２とされるもノテあること
がらＹ０３６〜３９モル％、■ｎ２０３２２〜２８モル
％、およびＡｆＬ２０３３６〜３９モル％となるように
する必要がある。これらはそれぞれを秤量後るつぼ内に
収納して溶融されるが、このるつぼはこれらの溶融温度
が１，７００℃以上とされるのでイリジウム製のものと
すればよい。このものの溶融は常法にしたがって高周波
誘導によって行えばよく、シたがってこれには例えば７
ＫＨｚ、ｌ０ＫＷの高周波を用いてこれらを１．７００
〜１．８００℃に加熱して溶融させればよい。
ｆＬ３０．２で示されるガーネット単結晶の工業的な製
造方法について種々検討し、これにはチョクラルスキー
法による単結晶中とげ法によることがよいと判断し、こ
の諸条件についての研究を進めた。ここに使用される Ｙ Ｏ、Ｉｎ２Ｏ３，ＡｆＬ２０３はできるだけ高純
度のものとすることがよく、したがってこれらはいずれ
も好ましくは純度が９９．９％以上のものとされる。こ
れらの配合比は目的とする単結晶が例えば 式 Ｙ３■ｎ２Ａ９．３０１２とされるもノテあること
がらＹ０３６〜３９モル％、■ｎ２０３２２〜２８モル
％、およびＡｆＬ２０３３６〜３９モル％となるように
する必要がある。これらはそれぞれを秤量後るつぼ内に
収納して溶融されるが、このるつぼはこれらの溶融温度
が１，７００℃以上とされるのでイリジウム製のものと
すればよい。このものの溶融は常法にしたがって高周波
誘導によって行えばよく、シたがってこれには例えば７
ＫＨｚ、ｌ０ＫＷの高周波を用いてこれらを１．７００
〜１．８００℃に加熱して溶融させればよい。
目的とする単結晶はこの溶融物からのチョクラルスキー
法による単結晶引上げによって行えばよいが、この場合
の雰囲気は酸素を１〜５％またはＣＯ２ガスを２５〜１
００％含有する窒素ガス、アルゴンガス雰囲気とすれば
よい。また、単結晶引上げに使用される種子結晶は目的
とする単結晶と同質の式例えば Ｙ３Ｉｎ２Ａ文。０．
２で示されるものとすればよいが、これはガドリニウム
・ガリウム・ガーネット（ＧＧＧ）などのようなガーネ
ット型結晶体の単結晶としてもよく、この場合の単結晶
の引上げ速度は１〜２０ｍｍ／時とすればよい。
法による単結晶引上げによって行えばよいが、この場合
の雰囲気は酸素を１〜５％またはＣＯ２ガスを２５〜１
００％含有する窒素ガス、アルゴンガス雰囲気とすれば
よい。また、単結晶引上げに使用される種子結晶は目的
とする単結晶と同質の式例えば Ｙ３Ｉｎ２Ａ文。０．
２で示されるものとすればよいが、これはガドリニウム
・ガリウム・ガーネット（ＧＧＧ）などのようなガーネ
ット型結晶体の単結晶としてもよく、この場合の単結晶
の引上げ速度は１〜２０ｍｍ／時とすればよい。
なお、この単結晶の引上げではＳＧＧのように引上げ時
に単結晶がねじれるということがなく、この引上げは極
めて容易に行うことができ、引上げ終了後に単結晶を融
体から引離し、冷却すれば目的とする単結晶を得ること
ができる。
に単結晶がねじれるということがなく、この引上げは極
めて容易に行うことができ、引上げ終了後に単結晶を融
体から引離し、冷却すれば目的とする単結晶を得ること
ができる。
このようにして得られた本発明の例えば式Ｙ３Ｉ ｎ２
Ａｎ。０１２で示される単結晶は、前記したようにその
結晶格子定数が約１２．４２Ａであり、偏析係数も略々
１であるということから、式（Ｂ １Ｒｅ） ’（Ｆ
ｅＭ）５０１２で示されるビスマスｌ換磁性ガーネット
膜をエピタキシャル成長させるためのガーネット基板単
結晶として有用とされるものであるが、これはまた光透
過性にもすぐれているので光アイソレーター用の基板と
しても有用とされる。
Ａｎ。０１２で示される単結晶は、前記したようにその
結晶格子定数が約１２．４２Ａであり、偏析係数も略々
１であるということから、式（Ｂ １Ｒｅ） ’（Ｆ
ｅＭ）５０１２で示されるビスマスｌ換磁性ガーネット
膜をエピタキシャル成長させるためのガーネット基板単
結晶として有用とされるものであるが、これはまた光透
過性にもすぐれているので光アイソレーター用の基板と
しても有用とされる。
つぎに本発明の実施例をあムｆる。
実施例 ｌ
外径５０ｍｍ、高さ５０ｍｍのイリジウムるつぼ中に、
Ｙ２Ｏ３１９８，Ｉｇ （０，８７モル）Ｉｎ２ ｏ３
１６２．４ｇ （０，５８モル）およびＡｌ２Ｏ２８９
，５ｇ（０，８８モル）を秤取して仕込み、窒素ガス９
８％、酸素ガス２％の雰囲気ガス中で高周波誘導で１．
７５０℃に加熱して溶解させ、この融液に５ｍｍ角のＧ
ＧＧ種子結晶を浸漬し、これを１０ｒｐｍの回転下に５
〜６ｍｍ／時の速度で引上げて単結晶引上げを行なった
ところ８６−３ｇの透明な結晶が得られた。
Ｙ２Ｏ３１９８，Ｉｇ （０，８７モル）Ｉｎ２ ｏ３
１６２．４ｇ （０，５８モル）およびＡｌ２Ｏ２８９
，５ｇ（０，８８モル）を秤取して仕込み、窒素ガス９
８％、酸素ガス２％の雰囲気ガス中で高周波誘導で１．
７５０℃に加熱して溶解させ、この融液に５ｍｍ角のＧ
ＧＧ種子結晶を浸漬し、これを１０ｒｐｍの回転下に５
〜６ｍｍ／時の速度で引上げて単結晶引上げを行なった
ところ８６−３ｇの透明な結晶が得られた。
つぎにこの結晶の上部と下部から６約ｔｇの試料を切出
し、高周波結合誘導プラズマ発光分析装置で各成分金属
元票について定量分析を行なったところ、つぎの第１表 第 １ 表 に示したとおりの結果が得られたので、このものは次式 ％式％ の結晶構造をもつものであることが確認されたが、この
定量分析結果にもとづいてこれら各金属の偏析係数を算
出したところ、これらは第２表に示したとおりであり、
いずれも略々ｌであることが確認された。
し、高周波結合誘導プラズマ発光分析装置で各成分金属
元票について定量分析を行なったところ、つぎの第１表 第 １ 表 に示したとおりの結果が得られたので、このものは次式 ％式％ の結晶構造をもつものであることが確認されたが、この
定量分析結果にもとづいてこれら各金属の偏析係数を算
出したところ、これらは第２表に示したとおりであり、
いずれも略々ｌであることが確認された。
第２表
また、この結晶についてはこの結晶上部および結晶下部
から厚さｉｎｍのウェーハを切り出し、熱リン酸でエツ
チング後、格子定数精密測定装置・ＡＰＬ２ （理学電
機社製商品名）を用い、ポンド法でその格子定数を測定
したところ、これはいずれも１２．４１９Ａの値を示し
た。
から厚さｉｎｍのウェーハを切り出し、熱リン酸でエツ
チング後、格子定数精密測定装置・ＡＰＬ２ （理学電
機社製商品名）を用い、ポンド法でその格子定数を測定
したところ、これはいずれも１２．４１９Ａの値を示し
た。
実施例 ２〜４
上記した実施例１における金属酸化物の配合量をつざの
第３表に示した量としたほかは実施例１と同様に処理し
たところ、この場合にも透明な単結晶が得られ、これら
は、その分析結果から式Ｙ ３Ｉｎ２ Ａ １３０１２
で示される結晶構造をもつものであった。
第３表に示した量としたほかは実施例１と同様に処理し
たところ、この場合にも透明な単結晶が得られ、これら
は、その分析結果から式Ｙ ３Ｉｎ２ Ａ １３０１２
で示される結晶構造をもつものであった。
第３表
実施例 ５
上記した実施例１における金ｆ！酸化物の溶融。
この融液からの単結晶引上げにおけるガス雰囲気を窒素
ガス５０％、ＣＯ２ガス５０％のものとしたほかは実施
例１と同様に処理したところ、この場合にも実施例１と
同様な結果が得られた。
ガス５０％、ＣＯ２ガス５０％のものとしたほかは実施
例１と同様に処理したところ、この場合にも実施例１と
同様な結果が得られた。
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。 ２、格子定数が１２．４２〜１２．４５Åの範囲にある
特許請求の範囲第１項記載の酸化物ガー ネット単結晶。 ３、結晶構造がＹ＿３Ｉｎ＿２Ａｌ＿３Ｏ＿１＿２で示
されるものである特許請求の範囲第１項記載の 酸化物ガーネット単結晶。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21124685A JPS6272597A (ja) | 1985-09-25 | 1985-09-25 | 酸化物ガ−ネツト単結晶 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21124685A JPS6272597A (ja) | 1985-09-25 | 1985-09-25 | 酸化物ガ−ネツト単結晶 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6272597A true JPS6272597A (ja) | 1987-04-03 |
Family
ID=16602715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21124685A Pending JPS6272597A (ja) | 1985-09-25 | 1985-09-25 | 酸化物ガ−ネツト単結晶 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6272597A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6465304A (en) * | 1987-09-04 | 1989-03-10 | Hitachi Construction Machinery | Controller of hydraulic circuit |
| CN109311756A (zh) * | 2016-06-17 | 2019-02-05 | 出光兴产株式会社 | 氧化物烧结体以及溅射靶 |
-
1985
- 1985-09-25 JP JP21124685A patent/JPS6272597A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6465304A (en) * | 1987-09-04 | 1989-03-10 | Hitachi Construction Machinery | Controller of hydraulic circuit |
| CN109311756A (zh) * | 2016-06-17 | 2019-02-05 | 出光兴产株式会社 | 氧化物烧结体以及溅射靶 |
| US11328911B2 (en) | 2016-06-17 | 2022-05-10 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Oxide sintered body and sputtering target |
| CN109311756B (zh) * | 2016-06-17 | 2022-07-22 | 出光兴产株式会社 | 氧化物烧结体以及溅射靶 |
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