JPH04202095A - Gadolinium-lutetium-scandium-gallium garnet - Google Patents
Gadolinium-lutetium-scandium-gallium garnetInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は新組成のガーネット及びその組成に関するもの
であり、磁気光学素子あるいは光熱磁気記録媒体用等の
光デバイス用単結晶基板として、あるいは光発光中心に
なる遷移金属元素または希土類元素を添加するためのホ
スト結晶として有用なガドリニウム・ルテチウム・スカ
ンジウム・ガリウムガーネットに関するものである。Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a new composition of garnet and its composition. This invention relates to gadolinium, lutetium, scandium, and gallium garnet, which are useful as host crystals for doping transition metal elements or rare earth elements that serve as luminescent centers.
ガーネット結晶は、１２面体８配位、８面体６配位及び
４面体４配位の３つの異なる原子占有サイトをもってい
る。従来、１２面体８配位サイトをガドリニウムが占め
、４面体４配位サイトをガリウムが占めるガーネットと
しては、ガドリニウム・ガリウム・ガーネット（Ｇｄ３
Ｇａ５０１゜）、ガドリニウム・スカンジウム・ガリウ
ムガーネット（Ｇｄ３ＳＣ２Ｇａ３０１２） ｌ ガド
′ リニウム・ルテチウム・ガリウムガーネット（Ｇｄ
３Ｌｕ２Ｇａ３０１２）及びガドリニウム・インジウム
・ガリウムガーネット（Ｇｄ３ＩｎｅＧａ３０１２）等
が知られている。Garnet crystals have three different atomic occupancy sites: 8 dodecahedral coordinations, 6 octahedral coordinations, and 4 tetrahedral coordinations. Conventionally, garnet in which gadolinium occupies 8 dodecahedral coordination sites and gallium occupies 4 tetrahedral coordination sites is gadolinium-gallium garnet (Gd3
Ga501゜), gadolinium scandium gallium garnet (Gd3SC2Ga3012) l Gado' linium lutetium gallium garnet (Gd
3Lu2Ga3012) and gadolinium indium gallium garnet (Gd3IneGa3012) are known.
従来の上記ガーネットの格子定数は、カドリニウム・ガ
リウムガーネットにおいては１゜２３８ｎｍ、及びガド
リニウム・スカンジウム・ガリウムガーネットにおいて
は１．２５６ｎｍであり、単結晶基板あるいは発光域を
広くするためのホスト結晶としては、格子定数が小さい
ことが問題となる。またガドリニウム・ルテチウム・ガ
リウムガーネットにおいては、格子定数が１．２６〜１
．２７ｎｍの結晶を作り得るが、結晶育成に必要な原料
が非常に高価であること、及び高品質な単結晶育成が困
難であることが問題視されている。またガドリニウム・
インジウム・ガリウムガーネットにおいては、格子定数
が１．２６〜１．２７ｎｍであるが、大口径高品質な単
結晶育成が困難である。The conventional lattice constants of the above garnets are 1°238 nm for cadolinium gallium garnet and 1.256 nm for gadolinium scandium gallium garnet, and as a single crystal substrate or a host crystal for widening the emission range, The problem is that the lattice constant is small. Furthermore, in gadolinium, lutetium, and gallium garnet, the lattice constant is 1.26 to 1.
．． Although it is possible to produce crystals of 27 nm, the problems are that the raw materials necessary for crystal growth are very expensive and that it is difficult to grow high-quality single crystals. Also, gadolinium
Indium-gallium garnet has a lattice constant of 1.26 to 1.27 nm, but it is difficult to grow a large-diameter, high-quality single crystal.
本発明の目的は、新組酸のガーネットを提供するもので
あり、従来のガドリニウム・ガリウムガーネット、及び
ガドリニウム・スカンジウム・ガリウムガーネットより
格子定数が大きく、かつガドリニウム・ルテチウム・ガ
リウムガーネット及びガドリニウム・インジウム・ガリ
ウムガーネットと類似の格子定数のガーネット及び高品
質な単結晶の育成にある。The object of the present invention is to provide a newly assembled acid garnet, which has a larger lattice constant than conventional gadolinium-gallium garnet and gadolinium-scandium-gallium garnet, and which has gadolinium-lutetium-gallium garnet and gadolinium-indium-gallium garnet. The goal is to grow garnet with a lattice constant similar to gallium garnet and high-quality single crystals.
本発明者において、従来のガドリニウム・ガリウムガー
ネットにおける、ガドリニウムの８配位の一部をルテチ
ウムに、ガリウムの６配位の一部をルテチウム及びスカ
ンジウムに置換可能であることが判明し、８配位を置換
せず、６配位なルテチウムのみで置換した場合は、ガド
リニウム・ルテチウム・ガリウムガーネットとなり、同
様に８配位を置換せず、６配位をスカンジウムのみで置
換した場合は、ガドリニウム・スカンジウム・ガリウム
ガーネットとなる。本発明においては、８配位及び６配
位を同時に、ルテチウム及びスカンジウムで置換可能で
ある。また格子定数はルテチウム及びスカンジウムの置
換量において制御可能である。ガドリニウム・ルテチウ
ム・スカンジウム・ガリウムガーネット（Ｇｄ３ＬＬ１
１ｓｃｌＧａ３０１２）の格子定数は１．２６５ｎｍ近
傍である。The present inventor found that it is possible to replace a part of the 8-coordination of gadolinium with lutetium and a part of the 6-coordination of gallium with lutetium and scandium in the conventional gadolinium-gallium garnet. If the 8-coordinate is not replaced and only the 6-coordinate lutetium is substituted, the result is gadolinium, lutetium, and gallium garnet. Similarly, if the 8-coordinate is not replaced and the 6-coordinate is replaced only by scandium, the result is gadolinium/scandium. - Becomes gallium garnet. In the present invention, the 8- and 6-coordinates can be replaced with lutetium and scandium at the same time. Furthermore, the lattice constant can be controlled by changing the amount of lutetium and scandium substituted. Gadolinium, lutetium, scandium, gallium garnet (Gd3LL1
The lattice constant of 1sclGa3012) is around 1.265 nm.
本発明の組成は、一般式（Ｇｄ ｔ −ＬＬＩ −）
３（Ｌｕ ｙＳＣ＋＋Ｇａ＋−ｙ−ｊ２Ｇａ３０１２で
示され、ｘ、 ｙ、 ｚはそれぞれＯ＜ ｘ＜ １．０
＜ ｙ＜ １．０＜ ｚ＜ １の範囲で表されるガドリ
ニウム・ルテチウム・スカンジウム・ガリウムガーネッ
トである。前記一般式においてｘ、 ｙ、 ｚの範囲内
ではガーネット単相が得られるが、この範囲外において
は、ペロブスカイト相等の第二相が生成するので、上記
範囲に限定される。The composition of the present invention has the general formula (Gd t -LLI -)
3 (denoted as Lu ySC++Ga+-y-j2Ga3012, x, y, z are each O<x< 1.0
It is gadolinium, lutetium, scandium, and gallium garnet expressed in the range <y<1.0<z<1. In the above general formula, a single garnet phase is obtained within the range of x, y, and z, but outside this range, a second phase such as a perovskite phase is generated, so it is limited to the above range.
ガドリニウム、ルテチウム、スカンジウム。 Gadolinium, lutetium, scandium.
ガリウムの酸化物を原子比でＧｄ：Ｌｕ：Ｓｃ：Ｇａ＝
３゜０：１．Ｏ：１．０：３．０になるように調整した
混合物を、１３００℃及び１５００℃で２４時間同相反
応させることにより生成物を得た。得られた生成物を粉
末Ｘ線回折法により同定した結果、生成物はガーネット
単一組であり、格子定数は１゜２６５ｎｍであった。The atomic ratio of gallium oxide is Gd:Lu:Sc:Ga=
3゜0:1. A product was obtained by subjecting a mixture adjusted to have an O:1.0:3.0 ratio to an in-phase reaction at 1300°C and 1500°C for 24 hours. The obtained product was identified by powder X-ray diffraction and was found to be a single garnet group with a lattice constant of 1°265 nm.
〔実施例２〕 ガドリニウム、ルテチウム、スカンジウム。[Example 2] Gadolinium, lutetium, scandium.
ガリウムの酸化物を原子比でＧｄ：Ｌｕ：Ｓｃ：Ｇａ＝
３゜０：１．Ｏ：１．０：３．０になるように調整した
混合物を、融液同化させチョクラルスキ法により単結晶
を育成した。育成条件としては引き上げ方位＜１１１＞
、引き上げ速度２ｍｍ／ｈｒ、 シード回転数３０ｒｐ
ｍとした。得られた単結晶は無色透明であった。単結晶
の上部及び下部を切り出し、粉末Ｘ線回折法により同定
した結果、生成単結晶はガーネット単一組であり、格子
定数は結晶上部においては１．２５９ｎｍであり、結晶
下部においては１．２６５ｎｍであった。The atomic ratio of gallium oxide is Gd:Lu:Sc:Ga=
3゜0:1. A mixture adjusted to have an O:1.0:3.0 ratio was assimilated into a melt and a single crystal was grown by the Czochralski method. The raising direction is <111> as a growth condition.
, Pulling speed 2mm/hr, Seed rotation speed 30rp
It was set as m. The obtained single crystal was colorless and transparent. As a result of cutting out the upper and lower parts of the single crystal and identifying them using powder X-ray diffraction, the single crystal produced was a single garnet set, and the lattice constant was 1.259 nm in the upper part of the crystal and 1.265 nm in the lower part of the crystal. Met.
本発明は新組酸のガーネットであり、ガドリニウム・ガ
リウム・ガーネット及びガドリニウム・スカンジウム・
ガリウムガーネットに比べて格子定数が大きく、またガ
ドリニウム・ルテチウム・ガリウムガーネットより高品
質な結晶育成が可能であり、格子定数が１゜２６ｎｍ近
傍のガーネットが作成可能である。ガーネットの格子定
数の点から、磁気光学素子。The present invention is a newly assembled acid garnet, including gadolinium gallium garnet and gadolinium scandium garnet.
It has a larger lattice constant than gallium garnet, and can grow crystals of higher quality than gadolinium-lutetium-gallium garnet, making it possible to create garnet with a lattice constant of around 1°26 nm. Magneto-optical element in terms of the lattice constant of garnet.
光熱磁気記録媒体用等の光デバイス用ガーネット、ある
いは発光材料として有用なガドリニウム・ルテチウム・
スカンジウム・ガリウムガーネットを提供することがで
きた。Garnet for optical devices such as photothermal magnetic recording media, or gadolinium, lutetium, and other materials useful as luminescent materials.
We were able to provide scandium gallium garnet.
特許出願人 並木精密宝石株式会社Patent applicant: Namiki Precision Jewel Co., Ltd.
Claims (2)
ウム、ガリウム及び酸素の５元素を含有し、結晶構造と
してガーネット構造をなすことを特徴としたガドリニウ
ム・ルテチウム・スカンジウム・ガリウムガーネット。(1) Gadolinium-lutetium-scandium-gallium garnet, which contains at least five elements: gadolinium, lutetium, scandium, gallium, and oxygen, and has a garnet crystal structure.
＿ｙＳｃ＿ｚＧａ＿１＿−＿ｙ＿−＿ｚ）２Ｇａ＿３Ｏ
＿１＿２で示され、ｘ、ｙ、ｚはそれぞれ０＜ｘ＜１、
０＜ｙ＜１、０＜ｚ＜１の範囲である請求項（１）記載
のガドリニウム・ルテチウム・スカンジウム・ガリウム
ガーネット。(2) General formula (Gd_1_−_xLu_x)_3(Lu
_ySc_zGa_1_-_y_-_z)2Ga_3O
_1_2, x, y, z are respectively 0<x<1,
The gadolinium-lutetium-scandium-gallium garnet according to claim 1, wherein 0<y<1 and 0<z<1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33628790A JPH04202095A (en) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | Gadolinium-lutetium-scandium-gallium garnet |
Applications Claiming Priority (1)
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| JPH04202095A true JPH04202095A (en) | 1992-07-22 |
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| JP33628790A Pending JPH04202095A (en) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | Gadolinium-lutetium-scandium-gallium garnet |
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-
1990
- 1990-11-30 JP JP33628790A patent/JPH04202095A/en active Pending
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