JPH08283097A - 磁性ガーネット単結晶 - Google Patents
磁性ガーネット単結晶Info
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- JPH08283097A JPH08283097A JP11244895A JP11244895A JPH08283097A JP H08283097 A JPH08283097 A JP H08283097A JP 11244895 A JP11244895 A JP 11244895A JP 11244895 A JP11244895 A JP 11244895A JP H08283097 A JPH08283097 A JP H08283097A
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- garnet single
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
- H01F10/08—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers
- H01F10/10—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition
- H01F10/18—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being compounds
- H01F10/20—Ferrites
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- H01F10/245—Modifications for enhancing interaction with electromagnetic wave energy
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁石形状を小さくすることによって、小型
化，薄型化したアイソレータ、センサー、サーキュレー
タ等を提供する。 【構成】 ＲABiBFeCＭDＯ12（Ｒ1：Ｙを含む１つまた
は２つ以上の希土類元素、Ｍ：Ti、Mn、Al、Ga、Siの１
つ又は２つ以上の元素、Ａ：1.5〜2.5、Ｂ：1.0〜2.0、
Ｃ：4.0〜5.0、Ｄ：0.01〜0.5）の組成式で表され、非
磁性基板の結晶方位が＜１１０＞のものに育成したBi置
換型磁性ガーネット単結晶であり、成長面を従来の＜１
１１＞から＜１１０＞に変更し育成する。
化，薄型化したアイソレータ、センサー、サーキュレー
タ等を提供する。 【構成】 ＲABiBFeCＭDＯ12（Ｒ1：Ｙを含む１つまた
は２つ以上の希土類元素、Ｍ：Ti、Mn、Al、Ga、Siの１
つ又は２つ以上の元素、Ａ：1.5〜2.5、Ｂ：1.0〜2.0、
Ｃ：4.0〜5.0、Ｄ：0.01〜0.5）の組成式で表され、非
磁性基板の結晶方位が＜１１０＞のものに育成したBi置
換型磁性ガーネット単結晶であり、成長面を従来の＜１
１１＞から＜１１０＞に変更し育成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ファラデー効果を利用
した光アイソレータに用いられる磁性ガーネットに関す
るものであり、光サーキュレータ、光・磁界センサー、
光スイッチ用としての光学素子としても応用が期待され
る磁気光学素子に関するものである。
した光アイソレータに用いられる磁性ガーネットに関す
るものであり、光サーキュレータ、光・磁界センサー、
光スイッチ用としての光学素子としても応用が期待され
る磁気光学素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術および課題】光アイソレータ、光センサ
ー、光スイッチなどには、磁気光学素子として磁性ガー
ネットが用いられている。しかしながら、ＬＰＥ法にお
いて単結晶育成時、結晶を厚膜化していくと結晶性が悪
化するため、光学特性（透過率）の低下、歩留まりの低
下の原因となっていた。また磁性ガーネット単結晶の飽
和磁場が大きいとマグネットの形状が大きくなり光アイ
ソレータ、光センサー、光スイッチ等の小型化が困難で
あった。
ー、光スイッチなどには、磁気光学素子として磁性ガー
ネットが用いられている。しかしながら、ＬＰＥ法にお
いて単結晶育成時、結晶を厚膜化していくと結晶性が悪
化するため、光学特性（透過率）の低下、歩留まりの低
下の原因となっていた。また磁性ガーネット単結晶の飽
和磁場が大きいとマグネットの形状が大きくなり光アイ
ソレータ、光センサー、光スイッチ等の小型化が困難で
あった。
【０００３】上記問題点に鑑み、本発明は、磁石形状を
小さくすることによって、小型化，薄型化したアイソレ
ータ、センサー、サーキュレータ等を提供するものであ
る。
小さくすることによって、小型化，薄型化したアイソレ
ータ、センサー、サーキュレータ等を提供するものであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の磁性ガーネット
単結晶は、ＲABiBFeCＭDＯ12（Ｒ1：Ｙを含む１つまた
は２つ以上の希土類元素、Ｍ：Ti、Mn、Al、Ga、Siの１
つ又は２つ以上の元素、Ａ：1.5〜2.5、Ｂ：1.0〜2.0、
Ｃ：4.0〜5.0、Ｄ：0.01〜0.5）の組成式で表され、非
磁性基板の結晶方位が＜１１０＞のものに育成したBi置
換型磁性ガーネット単結晶であり、成長面を従来の＜１
１１＞から＜１１０＞に変更し育成したものである。
単結晶は、ＲABiBFeCＭDＯ12（Ｒ1：Ｙを含む１つまた
は２つ以上の希土類元素、Ｍ：Ti、Mn、Al、Ga、Siの１
つ又は２つ以上の元素、Ａ：1.5〜2.5、Ｂ：1.0〜2.0、
Ｃ：4.0〜5.0、Ｄ：0.01〜0.5）の組成式で表され、非
磁性基板の結晶方位が＜１１０＞のものに育成したBi置
換型磁性ガーネット単結晶であり、成長面を従来の＜１
１１＞から＜１１０＞に変更し育成したものである。
【０００５】
【作用】本発明による、＜１１０＞面に育成したBi置換
型磁性ガーネット単結晶は、従来の＜１１１＞面に育成
したBi置換型磁性ガーネット単結晶に比べ磁性ガーネッ
ト単結晶の飽和磁場が40％以上低減され、磁石形状が小
さくできるのでアイソレータ、センサー、サーキュレー
タ等の小型化、薄型化が可能となる。
型磁性ガーネット単結晶は、従来の＜１１１＞面に育成
したBi置換型磁性ガーネット単結晶に比べ磁性ガーネッ
ト単結晶の飽和磁場が40％以上低減され、磁石形状が小
さくできるのでアイソレータ、センサー、サーキュレー
タ等の小型化、薄型化が可能となる。
【０００６】
【実施例】本発明の磁性ガーネット単結晶は、ＲABiBFe
CＭDＯ12（Ｒ1：Ｙを含む１つまたは２つ以上の希土類
元素、Ｍ：Ti、Mn、Al、Ga、Siの１つ又は２つ以上の元
素、Ａ：1.5〜2.5、Ｂ：1.0〜2.0、Ｃ：4.0〜5.0、Ｄ：
0.01〜0.5）の組成式で表され、非磁性基板の結晶方位
が＜１１０＞で、Bi置換型磁性ガーネット単結晶も＜１
１０＞に育成される。
CＭDＯ12（Ｒ1：Ｙを含む１つまたは２つ以上の希土類
元素、Ｍ：Ti、Mn、Al、Ga、Siの１つ又は２つ以上の元
素、Ａ：1.5〜2.5、Ｂ：1.0〜2.0、Ｃ：4.0〜5.0、Ｄ：
0.01〜0.5）の組成式で表され、非磁性基板の結晶方位
が＜１１０＞で、Bi置換型磁性ガーネット単結晶も＜１
１０＞に育成される。
【０００７】目的とするBi置換型磁性ガーネット単結晶
を得る場合に、非磁性基板としてはＧＧＧ、CaMgZr置換
型ＧＧＧ、ＧＳＧＧ、ＧＬＧＧ、Ｒ3Ga5Ｏ12（Ｒ：Ｙを
含む希土類元素）の組成式で表される酸化物単結晶であ
れば、本発明は適用可能である。
を得る場合に、非磁性基板としてはＧＧＧ、CaMgZr置換
型ＧＧＧ、ＧＳＧＧ、ＧＬＧＧ、Ｒ3Ga5Ｏ12（Ｒ：Ｙを
含む希土類元素）の組成式で表される酸化物単結晶であ
れば、本発明は適用可能である。
【０００８】結晶方位を変え飽和磁場を低下させる方法
は、ＬＰＥ法におけるフラックス成分のPb量を操作する
ことにより、Bi置換型磁性ガーネット単結晶の通常磁化
容易軸である＜１１１＞から磁化困難軸の＜１１０＞が
磁化容易軸に変化することを見いだした。
は、ＬＰＥ法におけるフラックス成分のPb量を操作する
ことにより、Bi置換型磁性ガーネット単結晶の通常磁化
容易軸である＜１１１＞から磁化困難軸の＜１１０＞が
磁化容易軸に変化することを見いだした。
【０００９】波長1100nｍ以下の波長帯では、Bi置換型
磁性ガーネット単結晶はFeの吸収により光透過率が低下
する。光透過率の低下はBi置換型磁性ガーネット単結晶
の膜厚に依存し膜厚が厚くなるとFeが多く存在するため
吸収が大きくなり透過率が低下する。
磁性ガーネット単結晶はFeの吸収により光透過率が低下
する。光透過率の低下はBi置換型磁性ガーネット単結晶
の膜厚に依存し膜厚が厚くなるとFeが多く存在するため
吸収が大きくなり透過率が低下する。
【００１０】波長1100ｎｍ以下のBi置換型磁性ガーネッ
ト単結晶を磁気光学素子として使用する場合、膜厚が厚
いと吸収が大きくなる。Bi置換型磁性ガーネット単結晶
の回転能を向上させるには、磁性ガーネット単結晶のBi
置換量を大きくする必要があり、Pbのフラックス成分を
多くしたメルトを作製することにより結晶育成温度が下
がるので、結果としてBi置換量が多くなる。Pbを多くし
たメルトで育成されたBi置換型磁性ガーネット単結晶
は、磁化容易軸が＜１１１＞面から＜１１０＞面に変化
することを見いだし本発明にいたった。
ト単結晶を磁気光学素子として使用する場合、膜厚が厚
いと吸収が大きくなる。Bi置換型磁性ガーネット単結晶
の回転能を向上させるには、磁性ガーネット単結晶のBi
置換量を大きくする必要があり、Pbのフラックス成分を
多くしたメルトを作製することにより結晶育成温度が下
がるので、結果としてBi置換量が多くなる。Pbを多くし
たメルトで育成されたBi置換型磁性ガーネット単結晶
は、磁化容易軸が＜１１１＞面から＜１１０＞面に変化
することを見いだし本発明にいたった。
【００１１】Biが多く置換された磁性ガーネット単結晶
は、Pbの添加が多くなるため、作製したBi置換型磁性ガ
ーネット単結晶の磁化容易軸方位は、＜１１１＞から＜
１１０＞に変化する。磁場容易軸が＜１１０＞に変化す
るため、育成する磁性ガーネット単結晶の成長面を＜１
１０＞にする事により飽和磁場の小さい磁性ガーネット
単結晶が得られる。
は、Pbの添加が多くなるため、作製したBi置換型磁性ガ
ーネット単結晶の磁化容易軸方位は、＜１１１＞から＜
１１０＞に変化する。磁場容易軸が＜１１０＞に変化す
るため、育成する磁性ガーネット単結晶の成長面を＜１
１０＞にする事により飽和磁場の小さい磁性ガーネット
単結晶が得られる。
【００１２】磁気光学素子として利用する場合、飽和磁
場が小さいとセンサー、アイソレータ、サーキュレータ
等の小型化、薄型化が可能となり客先ニーズと合致す
る。本発明においてＲABiBFeCＭDＯ12（Ｒ1：Ｙを含む
１つまたは２つ以上の希土類元素、Ｍ：Ti、Mn、Al、G
a、Siの１つ又は２つ以上の元素、Ａ：1.5〜2.5、Ｂ：
1.0〜2.0、Ｃ：4.0〜5.0、Ｄ：0.01〜0.5）の組成式で
表されるBi置換型磁性ガーネット単結晶のBi置換量とし
て１以下の場合、回転能が悪く磁気光学素子としての膜
厚が厚くなり吸収が大きくなり透過率が低下する。
場が小さいとセンサー、アイソレータ、サーキュレータ
等の小型化、薄型化が可能となり客先ニーズと合致す
る。本発明においてＲABiBFeCＭDＯ12（Ｒ1：Ｙを含む
１つまたは２つ以上の希土類元素、Ｍ：Ti、Mn、Al、G
a、Siの１つ又は２つ以上の元素、Ａ：1.5〜2.5、Ｂ：
1.0〜2.0、Ｃ：4.0〜5.0、Ｄ：0.01〜0.5）の組成式で
表されるBi置換型磁性ガーネット単結晶のBi置換量とし
て１以下の場合、回転能が悪く磁気光学素子としての膜
厚が厚くなり吸収が大きくなり透過率が低下する。
【００１３】２以上になると、結晶成長温度の低下が大
きく、結晶欠陥としてピットが発生し歩留まりが低下す
る。好ましくは1.3〜1.7である。
きく、結晶欠陥としてピットが発生し歩留まりが低下す
る。好ましくは1.3〜1.7である。
【００１４】Feサイトの置換量として0.01以下の場合、
Bi置換量の低下、及び飽和磁場が大きくなり好ましくな
い。0.5以上の場合、結晶育成再現が難しく歩留まりが
低下する。好ましくは0.03〜0.2である。以下、実施例
に従い詳細に説明する。
Bi置換量の低下、及び飽和磁場が大きくなり好ましくな
い。0.5以上の場合、結晶育成再現が難しく歩留まりが
低下する。好ましくは0.03〜0.2である。以下、実施例
に従い詳細に説明する。
【００１５】本発明による磁性ガーネット単結晶では、
非磁性基板としてCaMgZr置換型ＧＧＧの＜１１０＞面
に、Bi2Ｏ3−PbＯ−Ｂ2Ｏ3をフラックスとして、ＬＰＥ
法によりＹ1.6Bi1.4Fe4.9Ti0.08Mn0.02Ｏ12の組成式に
なるよう調合、育成したのち、λ=780ｎｍ用ファラデー
素子を作製した。
非磁性基板としてCaMgZr置換型ＧＧＧの＜１１０＞面
に、Bi2Ｏ3−PbＯ−Ｂ2Ｏ3をフラックスとして、ＬＰＥ
法によりＹ1.6Bi1.4Fe4.9Ti0.08Mn0.02Ｏ12の組成式に
なるよう調合、育成したのち、λ=780ｎｍ用ファラデー
素子を作製した。
【００１６】同様に非磁性基板として、CaMgZr置換型Ｇ
ＧＧの結晶方位＜１１１＞面に、Bi2Ｏ3−PbＯ−Ｂ2Ｏ3
をフラックスとしてＬＰＥ法により、Ｙ1.6Bi1.4Fe4.9T
i0.0 8Mn0.02Ｏ12の組成式になるよう調合、成膜したの
ちてλ=780ｎｍ用ファラデー素子を作製し、＜１１０
＞，＜１１１＞の飽和磁場を測定した結果を表１に示
す。
ＧＧの結晶方位＜１１１＞面に、Bi2Ｏ3−PbＯ−Ｂ2Ｏ3
をフラックスとしてＬＰＥ法により、Ｙ1.6Bi1.4Fe4.9T
i0.0 8Mn0.02Ｏ12の組成式になるよう調合、成膜したの
ちてλ=780ｎｍ用ファラデー素子を作製し、＜１１０
＞，＜１１１＞の飽和磁場を測定した結果を表１に示
す。
【００１７】
【表１】
【００１８】上記結果より、本発明により磁気光学素子
としての飽和磁場が＜１１１＞方位に比べ、＜１１０＞
の飽和磁場が４０％以上低減され、磁石形状が小さくで
きるのでアイソレータ、センサー、サーキュレータ等の
小型化、薄型化が可能となる。
としての飽和磁場が＜１１１＞方位に比べ、＜１１０＞
の飽和磁場が４０％以上低減され、磁石形状が小さくで
きるのでアイソレータ、センサー、サーキュレータ等の
小型化、薄型化が可能となる。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、ＲABiBFeCＭDＯ12（Ｒ
1：Ｙを含む１つまたは２つ以上の希土類元素、Ｍ：T
i、Mn、Al、Ga、Siの１つ又は２つ以上の元素、Ａ：1.5
〜2.5、Ｂ：1.0〜2.0、Ｃ：4.0〜5.0、Ｄ：0.01〜0.5）
の組成式で表されるBi置換型磁性ガーネット単結晶は非
磁性基板を結晶方位＜１１０＞を用いることにより、Bi
置換量多くする必要がある1100ｎｍ以下の磁気光学素子
には、飽和磁場を従来の＜１１１＞方位の結晶に比して
飽和磁場が４０％以上低減可能であるため、磁石形状を
小さくできるのでアイソレータ、センサー、サーキュレ
ータ等の小型化、薄型化が可能となる。
1：Ｙを含む１つまたは２つ以上の希土類元素、Ｍ：T
i、Mn、Al、Ga、Siの１つ又は２つ以上の元素、Ａ：1.5
〜2.5、Ｂ：1.0〜2.0、Ｃ：4.0〜5.0、Ｄ：0.01〜0.5）
の組成式で表されるBi置換型磁性ガーネット単結晶は非
磁性基板を結晶方位＜１１０＞を用いることにより、Bi
置換量多くする必要がある1100ｎｍ以下の磁気光学素子
には、飽和磁場を従来の＜１１１＞方位の結晶に比して
飽和磁場が４０％以上低減可能であるため、磁石形状を
小さくできるのでアイソレータ、センサー、サーキュレ
ータ等の小型化、薄型化が可能となる。
Claims (3)
- 【請求項１】 ＲABiBFeCＭDＯ12なる一般式で表され、 Ｒ：Ｙを含む希土類元素の１つまたは２つ以上の元素 Ｍ：Ti、Mn、Al、Ga、Siの１つ又は２つ以上の元素 Ａ：1.5〜2.5 Ｂ：1.0〜2.0 Ｃ：4.0〜5.0 Ｄ：0.01〜0.5 の化学式で表されることを特徴とするBi置換型磁性ガー
ネット単結晶。 - 【請求項２】非磁性基板の結晶方位を＜１１０＞とし、
育成面を＜１１０＞としたことを特徴とする請求項１記
載の磁性ガーネット単結晶。 - 【請求項３】使用波長が1100nm以下であることを特徴と
する請求項１または２記載の磁性ガーネット単結晶。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11244895A JPH08283097A (ja) | 1995-04-13 | 1995-04-13 | 磁性ガーネット単結晶 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11244895A JPH08283097A (ja) | 1995-04-13 | 1995-04-13 | 磁性ガーネット単結晶 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08283097A true JPH08283097A (ja) | 1996-10-29 |
Family
ID=14586891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11244895A Withdrawn JPH08283097A (ja) | 1995-04-13 | 1995-04-13 | 磁性ガーネット単結晶 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08283097A (ja) |
-
1995
- 1995-04-13 JP JP11244895A patent/JPH08283097A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020702 |