KR0146002B1 - 자기광학용 조성물 - Google Patents

자기광학용 조성물

Info

Publication number
KR0146002B1
KR0146002B1 KR1019950069792A KR19950069792A KR0146002B1 KR 0146002 B1 KR0146002 B1 KR 0146002B1 KR 1019950069792 A KR1019950069792 A KR 1019950069792A KR 19950069792 A KR19950069792 A KR 19950069792A KR 0146002 B1 KR0146002 B1 KR 0146002B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mol
composition
magneto
single crystal
pbo
Prior art date
Application number
KR1019950069792A
Other languages
English (en)
Other versions
KR970042421A (ko
Inventor
박현식
이완규
Original Assignee
이진주
생산기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이진주, 생산기술연구원 filed Critical 이진주
Priority to KR1019950069792A priority Critical patent/KR0146002B1/ko
Publication of KR970042421A publication Critical patent/KR970042421A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR0146002B1 publication Critical patent/KR0146002B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/16—Oxides
    • C30B29/22—Complex oxides
    • C30B29/28—Complex oxides with formula A3Me5O12 wherein A is a rare earth metal and Me is Fe, Ga, Sc, Cr, Co or Al, e.g. garnets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B35/00—Apparatus not otherwise provided for, specially adapted for the growth, production or after-treatment of single crystals or of a homogeneous polycrystalline material with defined structure
    • C30B35/002—Crucibles or containers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/34—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites
    • H01F1/342—Oxides
    • H01F1/344—Ferrites, e.g. having a cubic spinel structure (X2+O)(Y23+O3), e.g. magnetite Fe3O4
    • H01F1/346—[(TO4) 3] with T= Si, Al, Fe, Ga

Abstract

본 발명은 자기광학용 조성물에 관한 것으로서, 더 상세하게는 자기광학재료중 패러데이 현상을 나타내는 가네트재료에 있어서 약한 자기장에서 자화 및 패러데이 회전현상을 나타내는 자기광학용 재료의 조성물에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명은, 조성물을 기준으로 하여 38.7 내지 73.2 mol%의 Pbo, 12.4 내지 32.0 mol%의 Bi2O3, 0 내지 8.4 mol%의 PbF2, 4.1 내지 16.5 mol%의 B2O3,0.1 내지 1.1 mol%의 Tb4O7, 0 내지 1.3 mol%의 Ho2O3, 7.3 내지 18.2 mol%의 Fe2O3및 0.4 내지 1.1 mol%의 Ga2O3와 Al2O3의 혼합물을 포함하고 있으며, 상기 PbO, Bi2O3, PbF2및 B2O3의 총함량이 조성물을 기준으로 하여 82 내지 92 mol%이고, 상기 Tb4O7, Ho2O3, Fe2O3, Ga2O3및 Al2O3의 총함량이 조성물을 기준으로 하여 8내지 18 mol%인 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명은 자기광학용 소자를 소형화할 수 있는 이점을 제공한다.

Description

자기광학용 조성물
제1도는 본 발명에 따른 자기광학용 조성물의 구성 비율을 도시한 도면이고,
제2도는 (a) 내지 (c)는 본 발명의 실시예 1, 2 및 3에 따른 자기광학용 조성물의 구성 비율을 도시한 도면이다.
본 발명은 자기광학용 조성물에 관한 것으로서, 더 상세하게는 자기광학재료중 패러데이 현상을 나타내는 가네트재료에 있어서 약한 자기장에서 자화 및 패러데이 회전현상을 나타내는 자기광학용 조성물에 관한 것이다.
일반적으로, 광통신에서는 근적외선 영역의 광원으로부터 출사된 광의 편광면을 회전시키는 패러데이 효과를 이용한 소자가 반사광의 차폐 또는 광로의 절환등에 널리 이용되고 있다. 상기 소자는 통상 패러데이 효과를 갖는 자기광학재료 및 자장발생용 자석 또는 전자석으로 구성된다.
현재, 상기와 같이 패러데이 회전효과를 이용한 자기광학소자는 산화물의 성장성분과 융제를 혼합하여 고온에서 용액화한 후, 과포화상태까지 냉각하여 성장시키고자 하는 단결정의 결자상수와 일치하는 기판을 담그는 약상성장법(LPE: Liquid Phase Epitaxy)으로 단결정막을 성장시켜 만들고 있다. 이때, 일반적으로 사용되는 용액조성물은 비스무트(Bi)가 치환된 가네트계와 융제의 조성으로 구성된다. 상기와 같이 해서 만들어진 단결정막은 절단과 연마공정을 거쳐 패러데이 회전효과를 평가하게 되고, 실질적인 자기광학소자로서는 성장된 단결정막과 자석으로 구성되게 된다. 현재 일반적으로 사용되는 비스무트(이하, Bi라 약칭한다) 치환 단결정막의 조성인(Bi,회토류원소)3(Fe,천이원소)5O12에서는 포화자화를 위해서는 1000에르스테드(Oe) 이상의 강한 자기장을 필요로 하게 되어 구성되는 자기광학소자의 자석도 고가의 회토류 소결자석 또는 대형의 세라믹 자석이 필요 하게 되어 있어 가격 및 소형화를 달성하는데 곤란한 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 약한 자기장에서도 포화될 수 있으며 패러데이 회전효과도 적절하게 유발할 수 있는 자기광학용 단결정막이 생성되도록 조성된 자기광학용 조성물을 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 자기광학용 재료의 조성물은, 융제로서 조성물을 기준으로 하여 38.7 내지 73.2 mol%의 pbO, 12.4 내지 32.0 mol%의 Bi2O3, 0 내지 8.4 mol%의 PbF2, 4.1 내지 16.5 mol%의 B2O3, 0.1 내지 1.1 mol%의 Tb4O7, 0 내지 1.3 mol%의 Ho2O3, 7.3 내지 18.2 mol%의 Fe2O3및 0.4 내지 1.1 mol%의 Ga2O3와 Al2O3을 포함하고 있으며, 상기 PbO, Bi2O3, PbF2및 B2O3의 총함량이 조성물을 기준으로 하여 82 내지 92 mol%이고, 상기 Tb4O7, Ho2O3, Fe2O3, Ga2O3, 및 Al2O3의 총함량이 조성물을 기준으로 하여 8 내지 18 mol%인 점에 그 특징이 있다.
본 발명의 제1실시예는, 조성물을 기준으로 하여 63 mol%의 PbO, 20.25 mol%의 Bi2O3, 6.08 mol%의 B2O3, 0.4 mol%의 Tb4O7, 9.05 mol%의 Fe2O3, 0.81 mol%의 Al2O3, 0.41 mol%의 Ga2O3를 포함하고 있는 자기광학용 조성물을 이용함으로써 바람직하게 이루어진다.
본 발명의 제2실시예는, 조성물을 기준으로 하여 58 mol%의 PbO, 20.25 mol%의 Bi2O3, 10.08 mol%의 B2O3, 0.4 mol%의 Ho2O3+Tb4O7, 10.05 mol%의 Fe2O3, 0.81 mol%의 Ga2O3및 0.41 mol%의 Al2O3를 포함하는 자기광학용 조성물을 이용함으로써 바람직하게 이루어진다.
본 발명의 제3실시예는, 조성물을 기준으로 하여 59 mol%의 PbO, 19.25 mol%의 Bi2O3, 5 mol%의 PbF2, 6.08 mol%의 B2O3, 0.4 mol% Ho2O3, 9.05 mol%의 Fe2O3, 0.41 mol%의 Ga2O3및 0.81 mol%의 Al2O3를 포함하는 자기광학용 조성물을 이용함으로써 바람직하게 이루어진다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 자기광학용 조성물에 관한 상세한 설명을 한다.
먼저, 본 발명은 LPE 성장을 위한 용액의 구성물로서 가네트 기본구조에서 일정 비율로 공극을 차지하는 회토류 원소와 Fe 원소중, Fe 원소가 점유하는 8면체와 4면체 공극의 자리를 비자성 원소로 일부를 치환시켜 전체 자화량을 낮추었다. 이것은 가네트 재료의 전체 자화량이 회토류 원소와 Fe 원소의 각 성분 원소의 자기 모멘트 값의 합인 총 자기 모멘트 값에 의하여 결정되기 때문에, Fe 원소의 함량을 낮추면 총자화량을 낮출 수 있었다. 한편, Fe 치환에 따른 가네트 구조의 격자상수가 일정하게 유지되어야만 양호한 단결정막이 성장될 수 있기 때문에 이러한 인자를 고려하여 치환원소로서 Al 및 Ga등의 천이원소를 선정하였다.
상기와 같은 조건 및 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 실시예들을 설명한다. 여기서, 제1도는 본 발명에 따른 조성물의 일반조성 비율을 나타내는 것이고, 제2도 (a) 내지 (b)는 본 발명에 따른 실시예의 조성비율을 나타낸 것이다.
[제1실시예]
제2도 (a)를 참조하면, 상술한 바와 같은 조건을 만족하는 조성물을 기준으로 하여 63 mol%의 PbO, 20.25 mol%의 Bi2O3, 6.08 mol%의 B2O3, 0.4 mol%의 Tb4O7, 9.05 mol%의 Fe2O3, 0.81 mol%의 Al2O3및 0.41 mol%의 Ga2O3을 포함하는 조성물을 백금도가니에 장입한 후 1100℃ 이상의 고온에서 균일하게 용액화시킨 후 730-830℃ 부근까지 과냉각시켰으며, 격자상수 12.496Å의 가네트 기판을 담근 후 12시간이상 성장시켜, 두께 400미크론 이상의 (Bi,Tb)3(Fe,Al,Ga)5O12계 단결정막을 얻었다. 상기와 같이 해서 얻어진 단결정막에 소정의 연마공정을 하였다.
상기 연마공정을 거친 단결정막에 패러데이 회전평가 실험을 한 결과, 자기장 200 Oe 이상부터 포화자화되었고, 포화된 이후에는 일정값의 패러데이 회전값을 유지하였다. 즉, 본 발명의 조성으로 성장된 단결정막은 종래의 것에 비하여 낮은 포화자화값을 갖고 있으며, 패러데이 회전효과를 바람직하게 가진다.
[제2실시예]
제2도 (b)를 참조하면, 상술한 바와 같은 조건을 만족하는 조성물을 기준으로 하여 58 mol%의 PbO, 20.25 mol%의 Bi2O3, 10.08 mol%의 B2O3, 0.4 mol%의 Ho2O3와 Tb4O7, 10.05 mol%의 Fe2O3, 0.81 mol%의 Ga2O3및 0.41 mol%의 Al2O3을 포함하는 조성물을 백금도가니에 장입한후, 1100℃ 이상의 고온에서 균일 용액화시킨 후 730-830℃ 부근까지 과냉각시켰으며, 격자상수 12.495Å의 가네트 기판을 담근 후 12시간이상 성장시켜, 두께 400미크론 이상의 (Bi, Tb,Ho)3(Fe,Al,Ga)5O12계 단결정막을 얻을 수 있었다. 상기 단결정막은 연마공정을 거친 후 패러데이 회전평가 실험을 실시하여 본 결과 자기장 300 Oe 이상부터 포화자화되었고, 포화된 이후에는 일정값의 패러데이 회전값을 유지하였다.
[제3실시예]
제3도 (c)를 참조하면, 상술한 바와 같은 조건을 만족하는 조성물을 기준으로 하여 58 mol%의 PbO, 19.25 mol%의 Bi2O3, 5 mol%의 PbF2, 6.08 mol%의 B2O3, 0.4 mol%의 Ho2O3, 9.05 mol%의 Fe2O3, 0.41 mol%의 Ga2O3및 0.81 mol%의 Al2O3를 포함하는 조성물을 백금도가니에 장입한 후 1100℃ 이상의 고온에서 균일 용액화시킨 후 730-830℃부근까지 과냉각시켰으며, 격자상수 12.494Å의 가네트 기판을 담근 후 12시간 이상 성장시켜 두께 400미크론 이상의 (Bi,Ho)3(Fe,Al,Ga)5O12계 단결정막을 얻을 수 있었다. 상기 단결정막은 연마공정을 거친 후 패러데이 회전평가 실험을 실시한 결과 자기장 300 Oe 이상부터 포화자화되었고, 포화된 이후에는 일정값의 패러데이 회전값을 유지하였다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 자기광학용 단결정막을 조성하는 조성물에 의해 제작된 단결정막을 사용하여 자기광학소자를 제작하는 경우, 약한 자기장에서도 포화됨으로 자기광학소자 구성부품인 자석의 용적을 종래의 자석에 비하여 작게 할 수 있다. 따라서, 본 발명은 자기광학용 소자를 소형화할 수 있는 이점을 제공한다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 기술적 사상내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 물론이다.

Claims (8)

  1. 조성물을 기준으로 하여 38.7 내지 73.2 mol%의 PbO, 12.4 내지 32.0 mol%의 Bi2O3, 0 내지 8.4 mol%의 PbF2, 4.1 내지 16.5 mol%의 B2O3, 0.1 내지 1.1 mol%의 Tb4O7, 0 내지 1.3 mol%의 Ho2O3, 7.3 내지 18.2 mol%의 Fe2O3및 0.4 내지 1.1 mol%의 Ga2O3와 Al2O3을 포함하고 있으며, 상기 PbO, Bi2O3, PbF2및 B2O3의 총함량이 조성물을 기준으로 하여 82 내지 92 mol%이고, 상기 Tb4O7, Ho2O3, Fe2O3, Ga2O3, 및 Al2O3의 총함량이 조성물을 기준으로 하여 8 내지 18 mol%인 것을 특징으로 하는 자기광학용 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 조성물의 기준으로 하여 63 mol%의 PbO, 20.25 mol%의 Bi2O3, 6.08 mol%의 B2O3, 0.4 mol%의 Tb4O7, 9.05 mol%의 Fe2O3, 0.81 mol%의 Al2O3및 0.41 mol%의 Ga2O3를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기광학용 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 조성물을 기준으로 하여 58 mol%의 PbO, 20.25 mol%의 Bi2O3, 10.08 mol%의 B2O3, 0.4 mol%의 Ho2O3와 Tb4O7, 10.05 mol%의 Fe2O3, 0.81 mol%의 Ga2O3및 0.41 mol%의 Al2O3를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기광학용 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 조성물을 기준으로 하여 59 mol%의 PbO, 19.25 mol%의 Bi2O3, 5 mol%의 PbF2, 6.08 mol%의 B2O3, 0.4 mol% Ho2O3, 9.05 mol%의 Fe2O3, 0.41 mol%의 Ga2O3및 0.81 mol%의 Al2O3를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기광학용 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물을 소정의 백금도가니에 장입하여 1100℃ 정도의 온도에서 용액화하고, 730-830℃에서 과냉각시킨 상태에서, 격자상수 12.494Å정도의 가네트 기판을 담근 후 적어도 12시간 이상 성장시키면 소정 두께의 단결정막으로 되는 것을 특징으로 하는 자기광학용 조성물.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 조성물에 의해 (Bi,Tb)3(Fe,Al,Ga)5O12계 단결정막이 생성되는 것을 특징으로 하는 자기광학용 조성물.
  7. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 조성물에 의해 (Bi,Tb,Ho)3(Fe,Al,Ga)5O12계 단결정막이 생성되는 것을 특징으호 하는 자기광학용 조성물.
  8. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 조성물에 의해 (Bi,Tb,Ho)3(Fe,Al,Ga)5O12계 단결정막이 생성되는 것을 특징으로 하는 자기광학용 조성물.
KR1019950069792A 1995-12-30 1995-12-30 자기광학용 조성물 KR0146002B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019950069792A KR0146002B1 (ko) 1995-12-30 1995-12-30 자기광학용 조성물

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019950069792A KR0146002B1 (ko) 1995-12-30 1995-12-30 자기광학용 조성물

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR970042421A KR970042421A (ko) 1997-07-24
KR0146002B1 true KR0146002B1 (ko) 1998-08-17

Family

ID=19448595

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019950069792A KR0146002B1 (ko) 1995-12-30 1995-12-30 자기광학용 조성물

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR0146002B1 (ko)

Also Published As

Publication number Publication date
KR970042421A (ko) 1997-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4981341A (en) Apparatus comprising a magneto-optic isolator utilizing a garnet layer
EP0409691B1 (en) Oxide garnet single crystal
US4698820A (en) Magnetic device and method of manufacture
US5898516A (en) Faraday rotator having a rectangular shaped hysteresis
JP3198053B2 (ja) 低磁気モーメントを有する磁気光学材からなる製品
US4932760A (en) Magneto-optic garnet
US5608570A (en) Article comprising a magneto-optic material having low magnetic moment
US4698281A (en) Garnet-type magnetic material high faraday rotation magnetic film containing such a material and process for the production thereof
US20030072870A1 (en) Process for fabricating an article comprising a magneto-optic garnet material
US4454206A (en) Magnetic device having a monocrystalline garnet substrate bearing a magnetic layer
US5466388A (en) Material for magnetostatic-wave devices
KR0146002B1 (ko) 자기광학용 조성물
US6542299B2 (en) Material for bismuth substituted garnet thick film and a manufacturing method thereof
US5146361A (en) Apparatus comprising a magneto-optic isolator utilizing a garnet layer
JP3217721B2 (ja) ファラデー素子及びファラデー素子の製造方法
JPH09202697A (ja) Ｂｉ置換型ガーネットの製造方法
EP0408250B1 (en) Apparatus comprising a magneto-optic isolator utilizing a garnet layer
KR0177883B1 (ko) 자기광학 재료
JPH0642026B2 (ja) 磁気光学素子材料
JP2514398B2 (ja) 磁気光学素子用単結晶の育成方法
Silliman et al. Improvement of FMR linewidth in Bi‐substituted lutetium iron garnet thin films for the MSW‐optical‐mode interaction
US4273610A (en) Method for controlling the resonance frequency of yttrium iron garnet films
Honda et al. DyBi garnet films with improved temperature dependence of Faraday rotation
JP2001142039A (ja) 硬磁性ガーネット厚膜材料およびその製造方法
JPS62200323A (ja) 磁気光学デバイス用薄膜結晶素子

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20021231

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee