JPH039080B2 - - Google Patents
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- JPH039080B2 JPH039080B2 JP9024481A JP9024481A JPH039080B2 JP H039080 B2 JPH039080 B2 JP H039080B2 JP 9024481 A JP9024481 A JP 9024481A JP 9024481 A JP9024481 A JP 9024481A JP H039080 B2 JPH039080 B2 JP H039080B2
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Landscapes
- Compounds Of Iron (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
Description
本発明は非磁性（110）ガリウムガーネツト基
板上に育成された膜面に垂直な方向が磁化容易軸
であるオルソロンビツク異方性を有する磁性ガー
ネツト液相エピタキシヤル膜に関する。 ベル・システムテクニカル・ジヤーナル（Bell
System Technical Journal）第58巻第６号第２
部1453ページ（1979年）にボーベツクらによつて
発表された二重導体パターン（デユアル・コンダ
クタ・パターン）を用いたバブル磁区素子は、従
来のバブル磁区素子と異なり、（）回転磁場発
生用のコイルが不要である、（）バブル磁区の
高周波駆動が可能である、（）バブル磁区の径
を微小化できるので素子の記憶密度を向上でき
る、などの特徴を有している。 この素子を実現するためには、膜面に垂直な方
向が磁化容易軸であると同時に、膜面内にも磁気
異方性を有するオルソロンピツク異方性を持つ材
料の採用が提案されている。オルソロンビツク異
方性を有する材料においては、膜面内の異方性磁
界が十分に大きければ、磁壁にこの面内異方性磁
界が働き、磁壁の移動速度の飽和値を通常の材料
におけるそれと比べ著しく大きくできる。また、
オルソロンビツク材料ではハードバブルが生ぜ
ず、磁壁のＳ状態を低く保てるという特徴を有し
ている。したがつて、導体パターンではなく通常
パーマロイパターンを用いた素子においても
（）ハード・バブル制御の工程を省略できる、
（）バブルの高周波駆動が可能である、などの
有利な点を有している。 また、磁気記録媒体の情報を磁気転写・光読み
出しによつて再生される素子として磁性ガーネツ
ト膜を用いる場合、電子通信学会技術研究報告
MR−80−６（1980年）第15ページに述べられて
いるように、従来の材料を用いる限りその磁壁移
動速度に限界があることによつて磁気記録媒体の
移動速度にガーネツトの磁壁移動速度が追随でき
ない。このような素子にオルソロンビツク異方性
材料が用いられれば磁壁の最高移動速度は通常の
材料の25〜30ｍ／secよりも格段に大きくなり磁
気転写・光読み出し技術における動特性を格段に
改善できる。 また、レーザー光偏向素子においもオルソロン
ビツク材料を用いれば駆動周波数を改善できる。 オルソロンビツク異方性を有する材料は、通常
のバブル材料である（111）ガーネツト膜からは
得られない。（110）ガーネツト液相エピタキシヤ
ル膜においては、オルソロンピツク異方性が生ず
る。ウオルフエらによつてアブライド・フィジツ
クス・レターズ第29巻第12号815ページ（1976年）
の論文に示されている如く（110）ガーネツト膜
がオルソロンビツク異方性を有し、しかも膜面と
垂直な方向に磁化容易軸を有するためには二つの
異方性エネルギー定数が次の第１式、第２式およ
び第３式に示すいずれの関係をも満足する必要が
ある。 Ku＞０ (1)、 Ku＋△＞０ (2)、 △≠０ (3) しかしながら、多くのガーネツトにおいては、
Ku＜０あるいはKu＋△＜０であり、（110）面を
もつ非磁性ガーネツト基板上に成長させたときに
膜面に垂直な〔110〕方向が磁化容易軸とはなら
ない。したがつて、第１式および第２式を同時に
満たすようなオルソロンビツク異方性を有する
（110）ガーネツト膜を提供できるようなガーネツ
ト膜組成及びその製造条件を見出すことが二重導
体パターンバブル素子や周波数帯域の広い磁気転
写・光読み出し素子又は高い周波数域で駆動可能
なレーザー光偏光素子を実用化する上で何よりも
大切である。 さらに、アイ・イー・イー・イー・トランザク
シヨンズ・オン・マグネテイクス（IEEETrans
Mag）第MAG13巻、第1087ページ（1977年）に
ブリードらが発表した論文および第25回応用物理
学関係連合講演会講演予稿集講演番号30a−Ｆ−
５（1978年）第558ページに牧野および桧高が発表
した論文に知られているように、一般に（110）
ガーネツト膜では抗磁力（He）が大きく、バブ
ル素子として用いるときの安定性を保証しえない
ことがある。 本発明の目的は、二重導体パターンバブル素
子、周波数帯域の広い磁気転写・光読み出し素子
および高い周波数で駆動可能なレーザー光偏向素
子に不可欠である、膜面に垂直な磁化容易軸を有
し、かつ抗磁力が低い（110）ガーネツト膜を提
供することである。 本発明は、PbOおよびBi2O3を主成分とするフ
ラツクスから（110）非磁性ガーネツト基板上に
育成したR3-x-yR′xBiyFe5-zGazO12（但し、０≦ｘ
≦2.0、0.05≦ｙ≦0.7、0.5≦ｚ≦1.45、ＲはHo、
Er、Ybよりなる群より選ばれる１元素もしくは
複数元素の組合せ、R′はTm、Luよりなる群より
選ばれる１元素もしくは２元素の組合せであらわ
される組成のガーネツト液相エピタキシヤル膜
が、希土類イオンおよびBiイオンのペアー・オ
ーダリングによる成長誘導異性と、膜と基板との
格子定数差による歪み誘導異方性とによつて、膜
面と垂直方向に磁化容易軸を有するオルソロンビ
ツク異方性を有することを見出し、本発明をなす
に至つた。 以下に実施例を用いて本発明を詳細に説明す
る。 実施例 １ 第１表に示す融液１を用い826℃において
（110）Dy3Ga5O12基板上にEr2.5Bi0.5Fe3.95Ga1.05
O12ガーネツト液相エピタキシヤル膜を育成した
ところ、膜厚が1.8μｍであり、膜面と垂直な
〔110〕軸を磁化容易軸とするオルソロンビツク異
方性バブル材料となつた。本LPE膜における磁
気特性は第２表に示すものであり、磁化容易軸
〔110〕と磁化中間軸〔001〕との間の異方性エネ
ルギーKuおよび磁化中間軸と磁化困難軸との間
の異方性エネルギー△を強磁性共鳴装置を用いて
測定したところ、それぞれKu＝7300erg／cm3およ
びΔ＝15000erg／cm3と求まつた。 この材料におけるバブル径は1.6μｍであり、ハ
ード・バブルは存在しなかつた。材料の抗磁力は
充分に小さく、最小駆動磁場△Ｈ＝1.8oeでバブ
ルを動かすことができた。バブルの飽和移動速度
は138ｍ／sec、磁壁移動度は4.3ｍ／sec−Oeであ
つた。この材料を用いて二重導体パターン素子を
作つたところ、バブルを6MHzの周波数で駆動す
ることが可能であつた。 パーマロイパターンを用いた従来型の素子に本
材料を用いた場合にも、ハードバブルの抑制の工
程が省略できたために素子の歩留りが向上した。
のみならず、従来型のバブル素子において最大の
磁壁移動素度を要求されるストレツチヤー部での
ストライブ磁区転送時の転送速度のブレーク・ダ
ウンは生じなかつた。 この材料をレーザー光偏向素子として用いたと
ころ高速駆動が可能なばかりでなく、Ri3+を置換
させたことによりフアラデー回転角が大きく（−
4000deg／cm）信号のＳ／Ｎ比が向上した。 この材料を40ｍ／secの速度で移動する磁気記
録媒体中の情報を磁気転写しレーザー光によつて
読み出す素子に用いたところ、本材料の飽和磁壁
移動速度が138ｍ／secであるため磁気記録情報の
移動速度に充分追随可能であり、記録再生周波数
を7MHzまで拡張させることができた。さらに本
材料はBi3+を置換させてあることから、フアラデ
ー回転角を大きくとることができ信号のＳ／Ｎ比
を45dB以上に高めることができた。 なお、ガーネツト組成式中のGaの一部をAlで
置換した場合にも同様の結果が得られた。 実施例 ２ 第１表に示す融液４を用いて、865℃において
（110）Gd3Ga5O12基板上にEr0.83Tm1.51Lu0.42
Bi0.24Fe3.67Ga1.33O12ガーネツト液相エピタキシ
ヤル膜を育成したところ、第２表に示すような特
性が得られた。 実施例 ３ 第１表に示す融液５を用いて、830℃において
（110）Dy3Ga5O12基板上にEr0.89Lu1.66Bi0.45Fe3.70
Ga1.30O12ガーネツト液相エピタキシヤル膜を育
成したところ、第２表に示すような特性が得られ
た。 実施例 ４ 第１表に示す融液４を用いて、860℃において
（110）Gd3Ga5O12基板上にYb0.92Er0.84Tm1.00
Bi0.24Fe3.55Ga1.45O12ガーネツト液相エピタキシ
ヤル膜を育成したところ、第２表に示すような特
性が得られた。 実施例 ５ 第１表に示す融液５を用いて、857℃において
（110）Gd3Ga5O12基板上にYb2.5Bi0.5Fe3.95Ga1.05
O12ガーネツト液相エピタキシヤル膜を育成した
ところ、第２表に示すような特性が得られた。 実施例 ６ 第１表に示す融液６を用いて、830℃において
（110）Dy3Ga5O12基板上にYb1.19Lu1.35Bi0.46
Fe3.70Ga1.30O12ガーネツト液相エピタキシヤル膜
を育成したところ、第２表に示すような特性が得
られた。 実施例 ７ 第１表に示す融液７を用いて、770℃において
（110）Gd3Ga5O12基板上にHo0.1Yb0.2Lu2.0Bi0.7
Fe4.5Ga0.5O12ガーネツト液相エピタキシヤル膜を
育成したところ第２表に示すような特性が得られ
た。 実施例 ８ 第１表に示す融液８を用いて、948℃において、
（110）Dy3Ga5O12基板上にHo2.89Yb0.66Bi0.05
Fe3.55Ga1.45O12ガーネツト液相エピタキシヤル膜
を育成したところ、第２表に示すように膜面と垂
直な〔110〕方向が磁化容易軸となつた。この場
合の磁化中間軸は［１１０］にあつた。したがつ
て△＜０であつた。
板上に育成された膜面に垂直な方向が磁化容易軸
であるオルソロンビツク異方性を有する磁性ガー
ネツト液相エピタキシヤル膜に関する。 ベル・システムテクニカル・ジヤーナル（Bell
System Technical Journal）第58巻第６号第２
部1453ページ（1979年）にボーベツクらによつて
発表された二重導体パターン（デユアル・コンダ
クタ・パターン）を用いたバブル磁区素子は、従
来のバブル磁区素子と異なり、（）回転磁場発
生用のコイルが不要である、（）バブル磁区の
高周波駆動が可能である、（）バブル磁区の径
を微小化できるので素子の記憶密度を向上でき
る、などの特徴を有している。 この素子を実現するためには、膜面に垂直な方
向が磁化容易軸であると同時に、膜面内にも磁気
異方性を有するオルソロンピツク異方性を持つ材
料の採用が提案されている。オルソロンビツク異
方性を有する材料においては、膜面内の異方性磁
界が十分に大きければ、磁壁にこの面内異方性磁
界が働き、磁壁の移動速度の飽和値を通常の材料
におけるそれと比べ著しく大きくできる。また、
オルソロンビツク材料ではハードバブルが生ぜ
ず、磁壁のＳ状態を低く保てるという特徴を有し
ている。したがつて、導体パターンではなく通常
パーマロイパターンを用いた素子においても
（）ハード・バブル制御の工程を省略できる、
（）バブルの高周波駆動が可能である、などの
有利な点を有している。 また、磁気記録媒体の情報を磁気転写・光読み
出しによつて再生される素子として磁性ガーネツ
ト膜を用いる場合、電子通信学会技術研究報告
MR−80−６（1980年）第15ページに述べられて
いるように、従来の材料を用いる限りその磁壁移
動速度に限界があることによつて磁気記録媒体の
移動速度にガーネツトの磁壁移動速度が追随でき
ない。このような素子にオルソロンビツク異方性
材料が用いられれば磁壁の最高移動速度は通常の
材料の25〜30ｍ／secよりも格段に大きくなり磁
気転写・光読み出し技術における動特性を格段に
改善できる。 また、レーザー光偏向素子においもオルソロン
ビツク材料を用いれば駆動周波数を改善できる。 オルソロンビツク異方性を有する材料は、通常
のバブル材料である（111）ガーネツト膜からは
得られない。（110）ガーネツト液相エピタキシヤ
ル膜においては、オルソロンピツク異方性が生ず
る。ウオルフエらによつてアブライド・フィジツ
クス・レターズ第29巻第12号815ページ（1976年）
の論文に示されている如く（110）ガーネツト膜
がオルソロンビツク異方性を有し、しかも膜面と
垂直な方向に磁化容易軸を有するためには二つの
異方性エネルギー定数が次の第１式、第２式およ
び第３式に示すいずれの関係をも満足する必要が
ある。 Ku＞０ (1)、 Ku＋△＞０ (2)、 △≠０ (3) しかしながら、多くのガーネツトにおいては、
Ku＜０あるいはKu＋△＜０であり、（110）面を
もつ非磁性ガーネツト基板上に成長させたときに
膜面に垂直な〔110〕方向が磁化容易軸とはなら
ない。したがつて、第１式および第２式を同時に
満たすようなオルソロンビツク異方性を有する
（110）ガーネツト膜を提供できるようなガーネツ
ト膜組成及びその製造条件を見出すことが二重導
体パターンバブル素子や周波数帯域の広い磁気転
写・光読み出し素子又は高い周波数域で駆動可能
なレーザー光偏光素子を実用化する上で何よりも
大切である。 さらに、アイ・イー・イー・イー・トランザク
シヨンズ・オン・マグネテイクス（IEEETrans
Mag）第MAG13巻、第1087ページ（1977年）に
ブリードらが発表した論文および第25回応用物理
学関係連合講演会講演予稿集講演番号30a−Ｆ−
５（1978年）第558ページに牧野および桧高が発表
した論文に知られているように、一般に（110）
ガーネツト膜では抗磁力（He）が大きく、バブ
ル素子として用いるときの安定性を保証しえない
ことがある。 本発明の目的は、二重導体パターンバブル素
子、周波数帯域の広い磁気転写・光読み出し素子
および高い周波数で駆動可能なレーザー光偏向素
子に不可欠である、膜面に垂直な磁化容易軸を有
し、かつ抗磁力が低い（110）ガーネツト膜を提
供することである。 本発明は、PbOおよびBi2O3を主成分とするフ
ラツクスから（110）非磁性ガーネツト基板上に
育成したR3-x-yR′xBiyFe5-zGazO12（但し、０≦ｘ
≦2.0、0.05≦ｙ≦0.7、0.5≦ｚ≦1.45、ＲはHo、
Er、Ybよりなる群より選ばれる１元素もしくは
複数元素の組合せ、R′はTm、Luよりなる群より
選ばれる１元素もしくは２元素の組合せであらわ
される組成のガーネツト液相エピタキシヤル膜
が、希土類イオンおよびBiイオンのペアー・オ
ーダリングによる成長誘導異性と、膜と基板との
格子定数差による歪み誘導異方性とによつて、膜
面と垂直方向に磁化容易軸を有するオルソロンビ
ツク異方性を有することを見出し、本発明をなす
に至つた。 以下に実施例を用いて本発明を詳細に説明す
る。 実施例 １ 第１表に示す融液１を用い826℃において
（110）Dy3Ga5O12基板上にEr2.5Bi0.5Fe3.95Ga1.05
O12ガーネツト液相エピタキシヤル膜を育成した
ところ、膜厚が1.8μｍであり、膜面と垂直な
〔110〕軸を磁化容易軸とするオルソロンビツク異
方性バブル材料となつた。本LPE膜における磁
気特性は第２表に示すものであり、磁化容易軸
〔110〕と磁化中間軸〔001〕との間の異方性エネ
ルギーKuおよび磁化中間軸と磁化困難軸との間
の異方性エネルギー△を強磁性共鳴装置を用いて
測定したところ、それぞれKu＝7300erg／cm3およ
びΔ＝15000erg／cm3と求まつた。 この材料におけるバブル径は1.6μｍであり、ハ
ード・バブルは存在しなかつた。材料の抗磁力は
充分に小さく、最小駆動磁場△Ｈ＝1.8oeでバブ
ルを動かすことができた。バブルの飽和移動速度
は138ｍ／sec、磁壁移動度は4.3ｍ／sec−Oeであ
つた。この材料を用いて二重導体パターン素子を
作つたところ、バブルを6MHzの周波数で駆動す
ることが可能であつた。 パーマロイパターンを用いた従来型の素子に本
材料を用いた場合にも、ハードバブルの抑制の工
程が省略できたために素子の歩留りが向上した。
のみならず、従来型のバブル素子において最大の
磁壁移動素度を要求されるストレツチヤー部での
ストライブ磁区転送時の転送速度のブレーク・ダ
ウンは生じなかつた。 この材料をレーザー光偏向素子として用いたと
ころ高速駆動が可能なばかりでなく、Ri3+を置換
させたことによりフアラデー回転角が大きく（−
4000deg／cm）信号のＳ／Ｎ比が向上した。 この材料を40ｍ／secの速度で移動する磁気記
録媒体中の情報を磁気転写しレーザー光によつて
読み出す素子に用いたところ、本材料の飽和磁壁
移動速度が138ｍ／secであるため磁気記録情報の
移動速度に充分追随可能であり、記録再生周波数
を7MHzまで拡張させることができた。さらに本
材料はBi3+を置換させてあることから、フアラデ
ー回転角を大きくとることができ信号のＳ／Ｎ比
を45dB以上に高めることができた。 なお、ガーネツト組成式中のGaの一部をAlで
置換した場合にも同様の結果が得られた。 実施例 ２ 第１表に示す融液４を用いて、865℃において
（110）Gd3Ga5O12基板上にEr0.83Tm1.51Lu0.42
Bi0.24Fe3.67Ga1.33O12ガーネツト液相エピタキシ
ヤル膜を育成したところ、第２表に示すような特
性が得られた。 実施例 ３ 第１表に示す融液５を用いて、830℃において
（110）Dy3Ga5O12基板上にEr0.89Lu1.66Bi0.45Fe3.70
Ga1.30O12ガーネツト液相エピタキシヤル膜を育
成したところ、第２表に示すような特性が得られ
た。 実施例 ４ 第１表に示す融液４を用いて、860℃において
（110）Gd3Ga5O12基板上にYb0.92Er0.84Tm1.00
Bi0.24Fe3.55Ga1.45O12ガーネツト液相エピタキシ
ヤル膜を育成したところ、第２表に示すような特
性が得られた。 実施例 ５ 第１表に示す融液５を用いて、857℃において
（110）Gd3Ga5O12基板上にYb2.5Bi0.5Fe3.95Ga1.05
O12ガーネツト液相エピタキシヤル膜を育成した
ところ、第２表に示すような特性が得られた。 実施例 ６ 第１表に示す融液６を用いて、830℃において
（110）Dy3Ga5O12基板上にYb1.19Lu1.35Bi0.46
Fe3.70Ga1.30O12ガーネツト液相エピタキシヤル膜
を育成したところ、第２表に示すような特性が得
られた。 実施例 ７ 第１表に示す融液７を用いて、770℃において
（110）Gd3Ga5O12基板上にHo0.1Yb0.2Lu2.0Bi0.7
Fe4.5Ga0.5O12ガーネツト液相エピタキシヤル膜を
育成したところ第２表に示すような特性が得られ
た。 実施例 ８ 第１表に示す融液８を用いて、948℃において、
（110）Dy3Ga5O12基板上にHo2.89Yb0.66Bi0.05
Fe3.55Ga1.45O12ガーネツト液相エピタキシヤル膜
を育成したところ、第２表に示すように膜面と垂
直な〔110〕方向が磁化容易軸となつた。この場
合の磁化中間軸は［１１０］にあつた。したがつ
て△＜０であつた。
【表】
【表】
以上、本発明を用いることにより、バブル素子
材料として用いる場合にはＭHz領域で駆動可能な
二重導体パタンを用いたバブル磁区素子が得ら
れ、従来型のパーマロイ素子として用いる場合に
はハード・バブルが存在しないためにその抑制の
工程を省略できる。磁気転写・光読み出し素子と
して用いる場合には、周波数幅域の広い素子が得
られる。レーザー光偏向素子として用いる場合に
は高周波駆動が可能となる。
材料として用いる場合にはＭHz領域で駆動可能な
二重導体パタンを用いたバブル磁区素子が得ら
れ、従来型のパーマロイ素子として用いる場合に
はハード・バブルが存在しないためにその抑制の
工程を省略できる。磁気転写・光読み出し素子と
して用いる場合には、周波数幅域の広い素子が得
られる。レーザー光偏向素子として用いる場合に
は高周波駆動が可能となる。
Claims (1)
- １ 非磁性ガーネツト基板上に形成されこの基板
と同一結晶学的方位をもち、膜面に垂直な方向が
磁化容易軸である磁気および磁気光学素子用単結
晶ガーネツト膜において、膜組成がR3-x-yR′xBiy
Fe5-zGazO12（但し、０≦ｘ≦2.0、0.05≦ｙ≦0.7、
0.5≦ｚ≦1.45、ＲはHo、Er、Ybよりなる群より
選ばれる１元素、もしくは複数元素の組合せ、
R′はTm、Luよりなる群より選ばれる１元素もし
くは２元素の組合せ）で示され、膜面方位が
（110）であることを特徴とする磁気および磁気光
学素子用単結晶ガーネツト膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9024481A JPS57205398A (en) | 1981-06-12 | 1981-06-12 | Liquid phase epitaxial garnet film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9024481A JPS57205398A (en) | 1981-06-12 | 1981-06-12 | Liquid phase epitaxial garnet film |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57205398A JPS57205398A (en) | 1982-12-16 |
| JPH039080B2 true JPH039080B2 (ja) | 1991-02-07 |
Family
ID=13993081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9024481A Granted JPS57205398A (en) | 1981-06-12 | 1981-06-12 | Liquid phase epitaxial garnet film |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57205398A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62119759A (ja) * | 1985-11-19 | 1987-06-01 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 磁気光学材料 |
| JP2712138B2 (ja) * | 1993-06-10 | 1998-02-10 | 工業技術院長 | 磁気光学薄膜 |
-
1981
- 1981-06-12 JP JP9024481A patent/JPS57205398A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57205398A (en) | 1982-12-16 |
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