JPH08288140A - 静磁波デバイス - Google Patents
静磁波デバイスInfo
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- JPH08288140A JPH08288140A JP8567995A JP8567995A JPH08288140A JP H08288140 A JPH08288140 A JP H08288140A JP 8567995 A JP8567995 A JP 8567995A JP 8567995 A JP8567995 A JP 8567995A JP H08288140 A JPH08288140 A JP H08288140A
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Classifications
-
- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Thin Magnetic Films (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】磁気特性が改善されたＦｅ元素を含むガーネッ
ト単結晶膜を用いることにより、磁気特性が安定した静
磁波デバイスを提供する。 【構成】Ｆｅ元素を含むガーネット単結晶膜であって、
Ｎｂ元素を含有するガーネット単結晶膜よりなる。又、
Ｆｅ元素を含むガーネット単結晶膜であって、Ｎｂ元素
と、Ｃａ、Ｍｇ及びＭｎ元素のうち少なくとも１つの元
素とを含有することを特徴とするガーネット単結晶膜よ
りなる。
ト単結晶膜を用いることにより、磁気特性が安定した静
磁波デバイスを提供する。 【構成】Ｆｅ元素を含むガーネット単結晶膜であって、
Ｎｂ元素を含有するガーネット単結晶膜よりなる。又、
Ｆｅ元素を含むガーネット単結晶膜であって、Ｎｂ元素
と、Ｃａ、Ｍｇ及びＭｎ元素のうち少なくとも１つの元
素とを含有することを特徴とするガーネット単結晶膜よ
りなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ｆｅ元素を含むガーネ
ット単結晶膜が用いられた静磁波デバイスに関する。
ット単結晶膜が用いられた静磁波デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、遅延線フィルター、発信器、非線
形デバイスなどの静磁波（ＭＳＷ）デバイスには、Ｆｅ
元素を含むガーネット単結晶が用いられている。特に、
Ｙ3 Ｆｅ5 Ｏ12（以下、ＹＩＧと称す）単結晶は強磁性
半値幅（ΔＨ）が小さいため、静磁波デバイスとしたと
き、入力信号と出力信号との差を小さくできる特徴を有
しており、広く用いられている。
形デバイスなどの静磁波（ＭＳＷ）デバイスには、Ｆｅ
元素を含むガーネット単結晶が用いられている。特に、
Ｙ3 Ｆｅ5 Ｏ12（以下、ＹＩＧと称す）単結晶は強磁性
半値幅（ΔＨ）が小さいため、静磁波デバイスとしたと
き、入力信号と出力信号との差を小さくできる特徴を有
しており、広く用いられている。
【０００３】そして、この種のガーネット単結晶は、例
えば液相エピタキシャル成長法により、Ｇａ3 Ｇｄ5 Ｏ
12（以下、ＧＧＧと称す）などの基板上に膜として成長
させて得られている。
えば液相エピタキシャル成長法により、Ｇａ3 Ｇｄ5 Ｏ
12（以下、ＧＧＧと称す）などの基板上に膜として成長
させて得られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このＦ
ｅ元素を含むガーネット単結晶膜を液相エピタキシャル
成長法により成長させたとき、同一の成長条件及び同一
の成長後の温度履歴によっても、得られたガーネット単
結晶膜の磁気特性にばらつきが生じた。さらに、得られ
たガーネット単結晶膜内においても、磁気特性が不均一
となる場合があった。
ｅ元素を含むガーネット単結晶膜を液相エピタキシャル
成長法により成長させたとき、同一の成長条件及び同一
の成長後の温度履歴によっても、得られたガーネット単
結晶膜の磁気特性にばらつきが生じた。さらに、得られ
たガーネット単結晶膜内においても、磁気特性が不均一
となる場合があった。
【０００５】このため、このＦｅ元素を含むガーネット
単結晶膜を用いて静磁波デバイスを作製したとき、磁気
特性が安定した静磁波デバイスを再現性よく得ることが
困難であった。
単結晶膜を用いて静磁波デバイスを作製したとき、磁気
特性が安定した静磁波デバイスを再現性よく得ることが
困難であった。
【０００６】そこで、本発明の目的は、磁気特性が改善
されたＦｅ元素を含むガーネット単結晶膜を用いること
により、磁気特性が安定した静磁波デバイスを提供する
ことにある。
されたＦｅ元素を含むガーネット単結晶膜を用いること
により、磁気特性が安定した静磁波デバイスを提供する
ことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の静磁波デバイスは、Ｆｅ元素を含むガーネ
ット単結晶膜であって、Ｎｂ元素を含有することを特徴
とする前記ガーネット単結晶膜よりなる。
め、本発明の静磁波デバイスは、Ｆｅ元素を含むガーネ
ット単結晶膜であって、Ｎｂ元素を含有することを特徴
とする前記ガーネット単結晶膜よりなる。
【０００８】又、Ｆｅ元素を含むガーネット単結晶膜で
あって、Ｎｂ元素と、Ｃａ、Ｍｇ及びＭｎ元素のうち少
なくとも１つの元素とを含有することを特徴とする前記
ガーネット単結晶膜よりなる。
あって、Ｎｂ元素と、Ｃａ、Ｍｇ及びＭｎ元素のうち少
なくとも１つの元素とを含有することを特徴とする前記
ガーネット単結晶膜よりなる。
【０００９】さらに、Ｆｅ元素を含むガーネット単結晶
膜は、Ｙ3 Ｆｅ5 Ｏ12であることを特徴とする。
膜は、Ｙ3 Ｆｅ5 Ｏ12であることを特徴とする。
【００１０】
【作用】Ｆｅ元素を含むガーネット単結晶膜にＮｂ元素
を含有させるか、Ｃａ、Ｍｇ及びＭｎ元素のうち少なく
とも１つの元素とＮｂ元素とを共存含有させることによ
り、Ｆｅを含むガーネット単結晶膜の磁気特性が大きく
改善される。
を含有させるか、Ｃａ、Ｍｇ及びＭｎ元素のうち少なく
とも１つの元素とＮｂ元素とを共存含有させることによ
り、Ｆｅを含むガーネット単結晶膜の磁気特性が大きく
改善される。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の静磁波デバイスについて、Ｇ
ＧＧ基板上に液相エピタキシャル成長法でガーネット単
結晶膜を形成し、それを用いて静磁波デバイスを作製す
る場合を例として説明する。
ＧＧ基板上に液相エピタキシャル成長法でガーネット単
結晶膜を形成し、それを用いて静磁波デバイスを作製す
る場合を例として説明する。
【００１２】まず、ＧＧＧ基板を準備した。その後、ガ
ーネット単結晶膜の原料であって主成分のＦｅ2 Ｏ3 及
びＹ2 Ｏ3 と、表１に示す添加剤のＮｂ2 Ｏ5 、Ｍｇ
Ｏ、ＣａＣＯ3 、ＭｎＣＯ3 又はＭｇＯとを、溶剤とし
てのＰｂＯとＢ2 Ｏ3 とに混合し、縦型電気炉内に保持
された白金坩堝に充填した後、約１２００℃で均質化を
行い融液化した。
ーネット単結晶膜の原料であって主成分のＦｅ2 Ｏ3 及
びＹ2 Ｏ3 と、表１に示す添加剤のＮｂ2 Ｏ5 、Ｍｇ
Ｏ、ＣａＣＯ3 、ＭｎＣＯ3 又はＭｇＯとを、溶剤とし
てのＰｂＯとＢ2 Ｏ3 とに混合し、縦型電気炉内に保持
された白金坩堝に充填した後、約１２００℃で均質化を
行い融液化した。
【００１３】次に、このガーネット原料融液を約９００
℃前後の一定温度に保持して過飽和状態にした後、この
融液中にＧＧＧ基板を浸漬し、回転させながら所定時間
ガーネット単結晶膜の成長を行った。その後、この基板
を融液から引き上げ、高速度で回転させてガーネット単
結晶膜上の付着融液を遠心力により振り切ることによっ
てガーネット単結晶膜を形成した。なお、表１に示す＊
印を付した試料番号１のものは、比較用試料であり、Ｆ
ｅ2 Ｏ3 とＹ2 Ｏ3 とからなり、添加剤を含まないＹＩ
Ｇ単結晶膜である。
℃前後の一定温度に保持して過飽和状態にした後、この
融液中にＧＧＧ基板を浸漬し、回転させながら所定時間
ガーネット単結晶膜の成長を行った。その後、この基板
を融液から引き上げ、高速度で回転させてガーネット単
結晶膜上の付着融液を遠心力により振り切ることによっ
てガーネット単結晶膜を形成した。なお、表１に示す＊
印を付した試料番号１のものは、比較用試料であり、Ｆ
ｅ2 Ｏ3 とＹ2 Ｏ3 とからなり、添加剤を含まないＹＩ
Ｇ単結晶膜である。
【００１４】次に、得られたガーネット単結晶膜につい
て、電子スピン共鳴（ＥＳＲ）装置によって、強磁性共
鳴スペクトル（ローレンツ型）を観察した。このスペク
トル図を図１〜図８に示す。なお、図番と試料番号との
対応は表１に示してある。
て、電子スピン共鳴（ＥＳＲ）装置によって、強磁性共
鳴スペクトル（ローレンツ型）を観察した。このスペク
トル図を図１〜図８に示す。なお、図番と試料番号との
対応は表１に示してある。
【００１５】又、確認のために、試料番号２〜８のガー
ネット単結晶膜について、添加元素の含有量を分析し
た。結果を表１に示す。
ネット単結晶膜について、添加元素の含有量を分析し
た。結果を表１に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】図１〜図８に示す強磁性共鳴スペクトルか
ら明らかなように、比較例である試料番号１のＹＩＧ単
結晶膜の強磁性共鳴スペクトルでは、２つのピークが観
察されている。これに対して、添加剤としてＮｂ元素を
含有する試料番号２、並びにＣａ、Ｍｇ及びＭｎ元素の
うち少なくとも１つの元素とＮｂ元素とを含有する、本
発明の実施例である試料番号２〜８のガーネット単結晶
膜の強磁性共鳴スペクトルは、単一ピークとなってお
り、静磁波特性が向上していることを示している。
ら明らかなように、比較例である試料番号１のＹＩＧ単
結晶膜の強磁性共鳴スペクトルでは、２つのピークが観
察されている。これに対して、添加剤としてＮｂ元素を
含有する試料番号２、並びにＣａ、Ｍｇ及びＭｎ元素の
うち少なくとも１つの元素とＮｂ元素とを含有する、本
発明の実施例である試料番号２〜８のガーネット単結晶
膜の強磁性共鳴スペクトルは、単一ピークとなってお
り、静磁波特性が向上していることを示している。
【００１８】次に、図９に示すように、ＧＧＧ基板１の
ガーネット単結晶膜２の上に、電極３を形成して表面静
磁波デバイスを作製し、そのフィルタ特性を測定した。
このフィルタ特性図を図１０〜図１７に示す。なお、図
番と試料番号との対応は表１に示してある。
ガーネット単結晶膜２の上に、電極３を形成して表面静
磁波デバイスを作製し、そのフィルタ特性を測定した。
このフィルタ特性図を図１０〜図１７に示す。なお、図
番と試料番号との対応は表１に示してある。
【００１９】なお、図９において、Ｈはフィルタ特性測
定時の外部磁界の印加方向、Ｉinはマイクロ波の入力方
向、Ｗは表面波（ＭＳＳＷ）の伝播方向、Ｉout はマイ
クロ波の出力方向である。
定時の外部磁界の印加方向、Ｉinはマイクロ波の入力方
向、Ｗは表面波（ＭＳＳＷ）の伝播方向、Ｉout はマイ
クロ波の出力方向である。
【００２０】図１０〜図１７に示すフィルタ特性図より
明らかなように、比較例である試料番号１のＹＩＧ単結
晶膜のフィルタ特性と比較して、添加剤としてＮｂ元素
を含有する試料番号２、並びにＣａ、Ｍｇ及びＭｎ元素
のうち少なくとも１つの元素とＮｂ元素とを含有する、
本発明の実施例である試料番号２〜８のガーネット単結
晶膜を用いた静磁波素子のフィルタ特性は、大幅に向上
している。
明らかなように、比較例である試料番号１のＹＩＧ単結
晶膜のフィルタ特性と比較して、添加剤としてＮｂ元素
を含有する試料番号２、並びにＣａ、Ｍｇ及びＭｎ元素
のうち少なくとも１つの元素とＮｂ元素とを含有する、
本発明の実施例である試料番号２〜８のガーネット単結
晶膜を用いた静磁波素子のフィルタ特性は、大幅に向上
している。
【００２１】なお、上記実施例においては、Ｆｅを含む
ガーネット単結晶膜がＹＩＧの場合について説明した
が、本発明はこれのみに限定されるものではない。即
ち、一般式Ｒ3 Ｆｅ5-x Ｍx Ｏ12（但し、ＲはＹ、Ｌ
ａ、Ｂｉ、Ｌｕ、Ｓｃなどから選ばれる少なくとも１
種、ＭはＡｌ、Ｇａなどから選ばれる少なくとも１種、
０≦ｘ＜５）で表されるＦｅを含むガーネット単結晶膜
において、同様の効果を得ることができる。
ガーネット単結晶膜がＹＩＧの場合について説明した
が、本発明はこれのみに限定されるものではない。即
ち、一般式Ｒ3 Ｆｅ5-x Ｍx Ｏ12（但し、ＲはＹ、Ｌ
ａ、Ｂｉ、Ｌｕ、Ｓｃなどから選ばれる少なくとも１
種、ＭはＡｌ、Ｇａなどから選ばれる少なくとも１種、
０≦ｘ＜５）で表されるＦｅを含むガーネット単結晶膜
において、同様の効果を得ることができる。
【００２２】又、上記実施例においては、液相エピタキ
シャル成長法でガーネット単結晶膜を作製する場合につ
いて説明したが、本発明はこれのみに限定されるもので
はない。即ち、その他のガーネットの作製方法、例えば
スパッタ法、ＣＶＤ法、レーザー・アブレーション法な
どの場合においても同様の効果を得ることができる。
シャル成長法でガーネット単結晶膜を作製する場合につ
いて説明したが、本発明はこれのみに限定されるもので
はない。即ち、その他のガーネットの作製方法、例えば
スパッタ法、ＣＶＤ法、レーザー・アブレーション法な
どの場合においても同様の効果を得ることができる。
【００２３】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、Ｆｅ元素
を含むガーネット単結晶膜にＮｂ元素を含有させるか、
Ｃａ、Ｍｇ及びＭｎ元素のうち少なくとも１つの元素と
Ｎｂ元素とを共存含有させることにより、Ｆｅを含むガ
ーネット単結晶膜の磁気特性が大きく改善される。
を含むガーネット単結晶膜にＮｂ元素を含有させるか、
Ｃａ、Ｍｇ及びＭｎ元素のうち少なくとも１つの元素と
Ｎｂ元素とを共存含有させることにより、Ｆｅを含むガ
ーネット単結晶膜の磁気特性が大きく改善される。
【００２４】そして、このガーネット単結晶膜を用いる
ことにより、より安定した特性の静磁波デバイスを高歩
留まりで安価に製造することができる。
ことにより、より安定した特性の静磁波デバイスを高歩
留まりで安価に製造することができる。
【図１】比較例のガーネット単結晶膜の強磁性共鳴スペ
クトル（ローレンツ型）を示すグラフである。
クトル（ローレンツ型）を示すグラフである。
【図２】本発明の一実施例であるガーネット単結晶膜の
強磁性共鳴スペクトル（ローレンツ型）を示すグラフで
ある。
強磁性共鳴スペクトル（ローレンツ型）を示すグラフで
ある。
【図３】本発明の他の実施例であるガーネット単結晶膜
の強磁性共鳴スペクトル（ローレンツ型）を示すグラフ
である。
の強磁性共鳴スペクトル（ローレンツ型）を示すグラフ
である。
【図４】本発明の他の実施例であるガーネット単結晶膜
の強磁性共鳴スペクトル（ローレンツ型）を示すグラフ
である。
の強磁性共鳴スペクトル（ローレンツ型）を示すグラフ
である。
【図５】本発明の他の実施例であるガーネット単結晶膜
の強磁性共鳴スペクトル（ローレンツ型）を示すグラフ
である。
の強磁性共鳴スペクトル（ローレンツ型）を示すグラフ
である。
【図６】本発明の他の実施例であるガーネット単結晶膜
の強磁性共鳴スペクトル（ローレンツ型）を示すグラフ
である。
の強磁性共鳴スペクトル（ローレンツ型）を示すグラフ
である。
【図７】本発明の他の実施例であるガーネット単結晶膜
の強磁性共鳴スペクトル（ローレンツ型）を示すグラフ
である。
の強磁性共鳴スペクトル（ローレンツ型）を示すグラフ
である。
【図８】本発明の他の実施例であるガーネット単結晶膜
の強磁性共鳴スペクトル（ローレンツ型）を示すグラフ
である。
の強磁性共鳴スペクトル（ローレンツ型）を示すグラフ
である。
【図９】静磁波フィルタの一例を示す斜視図である。
【図１０】比較例の静磁波フィルタのフィルタ特性図で
ある。
ある。
【図１１】本発明の一実施例の静磁波フィルタのフィル
タ特性図である。
タ特性図である。
【図１２】本発明の他の実施例の静磁波フィルタのフィ
ルタ特性図である。
ルタ特性図である。
【図１３】本発明の他の実施例の静磁波フィルタのフィ
ルタ特性図である。
ルタ特性図である。
【図１４】本発明の他の実施例の静磁波フィルタのフィ
ルタ特性図である。
ルタ特性図である。
【図１５】本発明の他の実施例の静磁波フィルタのフィ
ルタ特性図である。
ルタ特性図である。
【図１６】本発明の他の実施例の静磁波フィルタのフィ
ルタ特性図である。
ルタ特性図である。
【図１７】本発明の他の実施例の静磁波フィルタのフィ
ルタ特性図である。
ルタ特性図である。
１ ＧＧＧ基板 ２ ガーネット単結晶膜 ３ 電極 Ｈ 外部磁界の印加方向 Ｉin マイクロ波の入力方向 Ｗ 表面波の伝播方向 Ｉout マイクロ波の出力方向
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｆｅ元素を含むガーネット単結晶膜であ
って、Ｎｂ元素を含有することを特徴とする前記ガーネ
ット単結晶膜よりなる静磁波デバイス。 - 【請求項２】 Ｆｅ元素を含むガーネット単結晶膜であ
って、Ｎｂ元素と、Ｃａ、Ｍｇ及びＭｎ元素のうち少な
くとも１つの元素とを含有することを特徴とする前記ガ
ーネット単結晶膜よりなる静磁波デバイス。 - 【請求項３】 Ｆｅ元素を含むガーネット単結晶膜は、
Ｙ3 Ｆｅ5 Ｏ12であることを特徴とする請求項１又は請
求項２記載の静磁波デバイス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8567995A JPH08288140A (ja) | 1995-04-11 | 1995-04-11 | 静磁波デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8567995A JPH08288140A (ja) | 1995-04-11 | 1995-04-11 | 静磁波デバイス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08288140A true JPH08288140A (ja) | 1996-11-01 |
Family
ID=13865532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8567995A Pending JPH08288140A (ja) | 1995-04-11 | 1995-04-11 | 静磁波デバイス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08288140A (ja) |
-
1995
- 1995-04-11 JP JP8567995A patent/JPH08288140A/ja active Pending
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