JPH1050521A - 磁気光学膜およびその製造法 - Google Patents
磁気光学膜およびその製造法Info
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- JPH1050521A JPH1050521A JP22314296A JP22314296A JPH1050521A JP H1050521 A JPH1050521 A JP H1050521A JP 22314296 A JP22314296 A JP 22314296A JP 22314296 A JP22314296 A JP 22314296A JP H1050521 A JPH1050521 A JP H1050521A
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- optical
- optical film
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- film
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/14—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates
- H01F41/18—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates by cathode sputtering
- H01F41/186—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates by cathode sputtering for applying a magnetic garnet film
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 損失が少なく、ファラデー効果の大きい磁気
光学膜をうること。 【解決手段】 Ｇｄ3 （Ｓｃt Ｇａ5-t ）Ｏ12（ｔ≦
２）の組成を有する基板上に、ＣｅX Ｙ3-x Ｆｅ5+y Ｏ
12+z（ｘ≦３，−０．５≦ｙ，ｚ≦０．５）の組成をほ
ぼ有する磁気光学膜を形成することを特徴とする磁気光
学膜。
光学膜をうること。 【解決手段】 Ｇｄ3 （Ｓｃt Ｇａ5-t ）Ｏ12（ｔ≦
２）の組成を有する基板上に、ＣｅX Ｙ3-x Ｆｅ5+y Ｏ
12+z（ｘ≦３，−０．５≦ｙ，ｚ≦０．５）の組成をほ
ぼ有する磁気光学膜を形成することを特徴とする磁気光
学膜。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光通信、光計測、光
制御、メモリー等に用いる磁気光学材料に関し、特に、
損失が少なくファラデー効果の大きな磁気光学膜および
その製造法に関するものである。
制御、メモリー等に用いる磁気光学材料に関し、特に、
損失が少なくファラデー効果の大きな磁気光学膜および
その製造法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光アイソレータ、光サーキュレータ等の
光非相反回路の構成には、磁気光学効果の一種である光
のファラデー回転が利用されている。磁気光学材料とし
て、従来、ＹＩＧ（Ｙ3 Ｆｅ5 Ｏ12）やＹの一部をＢｉ
で置き換えたＢｉ置換ＹＩＧの結晶が用いられてきた。
回路の小型化・高性能化のためには、ファラデー回転角
が大きく、伝搬損失が小さい磁気光学材料が必要であ
る。また、最近では、光回路の集積化を目標として磁気
光学材料膜の導波路化の要望が高まってきた。特に光集
積回路に用いる磁気光学材料は大きなファラデー回転角
だけでなく伝搬損失が低いことが重要である。
光非相反回路の構成には、磁気光学効果の一種である光
のファラデー回転が利用されている。磁気光学材料とし
て、従来、ＹＩＧ（Ｙ3 Ｆｅ5 Ｏ12）やＹの一部をＢｉ
で置き換えたＢｉ置換ＹＩＧの結晶が用いられてきた。
回路の小型化・高性能化のためには、ファラデー回転角
が大きく、伝搬損失が小さい磁気光学材料が必要であ
る。また、最近では、光回路の集積化を目標として磁気
光学材料膜の導波路化の要望が高まってきた。特に光集
積回路に用いる磁気光学材料は大きなファラデー回転角
だけでなく伝搬損失が低いことが重要である。
【０００３】ファラデー回転角の大きな材料として、現
在、Ｙの一部をＣｅで置き換えたＣｅ置換ＹＩＧ（化学
式ＣｅX Ｙ3-x Ｆｅ5 Ｏ12）の磁気光学膜の開発が進め
られている。基板としては、膜よりも格子定数の小さな
ＧＧＧ（Ｇｄ3 Ｇａ5 Ｏ12）基板（格子定数１２．３８
３Å）、ＳＧＧＧ（〔Ｇｄ，Ｃａ，Ｍｇ〕3 〔Ｇａ，Ｚ
ｒ〕3 Ｏ12）基板（格子定数１２．４９５Å）、ＮＧＧ
（Ｎｄ3 Ｇａ5 Ｏ12）基板（格子定数１２．５０９Å）
が用いられていた。（文献：宇野、新宅、“Ｃｅ：ＹＩ
Ｇ薄膜磁気光学特性の基板依存性”、第３９回応用物理
学関係連合講演会予稿集、２８ａ−Ｈ−８，Ｐ５１（１
９９２）） しかしながら、これまでのＣｅ置換ＹＩＧ膜はファラデ
ー回転角が大きいものの伝搬損失が１３−１８ｄＢ／ｃ
ｍと高い欠点があった。そのため伝搬損失の低減が望ま
れいた。
在、Ｙの一部をＣｅで置き換えたＣｅ置換ＹＩＧ（化学
式ＣｅX Ｙ3-x Ｆｅ5 Ｏ12）の磁気光学膜の開発が進め
られている。基板としては、膜よりも格子定数の小さな
ＧＧＧ（Ｇｄ3 Ｇａ5 Ｏ12）基板（格子定数１２．３８
３Å）、ＳＧＧＧ（〔Ｇｄ，Ｃａ，Ｍｇ〕3 〔Ｇａ，Ｚ
ｒ〕3 Ｏ12）基板（格子定数１２．４９５Å）、ＮＧＧ
（Ｎｄ3 Ｇａ5 Ｏ12）基板（格子定数１２．５０９Å）
が用いられていた。（文献：宇野、新宅、“Ｃｅ：ＹＩ
Ｇ薄膜磁気光学特性の基板依存性”、第３９回応用物理
学関係連合講演会予稿集、２８ａ−Ｈ−８，Ｐ５１（１
９９２）） しかしながら、これまでのＣｅ置換ＹＩＧ膜はファラデ
ー回転角が大きいものの伝搬損失が１３−１８ｄＢ／ｃ
ｍと高い欠点があった。そのため伝搬損失の低減が望ま
れいた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の欠点を
改善するために提案されたもので、その目的は、損失が
少なくファラデー効果の大きな磁気光学膜を提供するこ
とにある。
改善するために提案されたもので、その目的は、損失が
少なくファラデー効果の大きな磁気光学膜を提供するこ
とにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明はＧｄ3 （Ｓｃt Ｇａ5-t ）Ｏ12（ｔ≦２）の
組成を有する基板上に、ＣｅX Ｙ3-x Ｆｅ5+y Ｏ
12+z（ｘ≦３，−０．５≦ｙ，ｚ≦０．５）の組成をほ
ぼ有する磁気光学膜を形成することを特徴とする磁気光
学膜を発明の特徴とする。なお本発明は、従来の技術と
は、材料構成が異なるものである。
め本発明はＧｄ3 （Ｓｃt Ｇａ5-t ）Ｏ12（ｔ≦２）の
組成を有する基板上に、ＣｅX Ｙ3-x Ｆｅ5+y Ｏ
12+z（ｘ≦３，−０．５≦ｙ，ｚ≦０．５）の組成をほ
ぼ有する磁気光学膜を形成することを特徴とする磁気光
学膜を発明の特徴とする。なお本発明は、従来の技術と
は、材料構成が異なるものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明は、Ｇｄ3 （Ｓｃt Ｇａ
5-t ）Ｏ12（ｔ≦２）の組成を有する基板上に、ＣｅX
Ｙ3-x Ｆｅ5+y Ｏ12+z（ｘ≦３，−０．５≦ｙ，ｚ≦
０．５）の組成を有する磁気光学膜を形成することを特
徴とする。
5-t ）Ｏ12（ｔ≦２）の組成を有する基板上に、ＣｅX
Ｙ3-x Ｆｅ5+y Ｏ12+z（ｘ≦３，−０．５≦ｙ，ｚ≦
０．５）の組成を有する磁気光学膜を形成することを特
徴とする。
【０００７】
【実施例】次に本発明の実施例について説明する。なお
実施例は一つの例示であって、本発明の精神を逸脱しな
い範囲で、種々の変更あるいは改良を行いうることは云
うまでもない。本実施例では、高周波スパッタリングを
用いてＧｄ3 （Ｓｃt Ｇａ5-t ）Ｏ12（ｔ≦２）の組成
を有する結晶基板上に、ＣｅX Ｙ3-x Ｆｅ5+y Ｏ
12+z（ｘ≦３，−０．５≦ｙ，ｚ≦０．５）の組成を有
するＣｅ置換ＹＩＧ磁気光学結晶膜を形成した。ターゲ
ットにはＣｅＯ2 ，Ｙ2 Ｏ3 ，Ｆｅ2 Ｏ3 の粉末を所望
の組成となるよう混合し、焼結した。その際、酸素量が
多くなるが、スパッタ時に酸素抜けが起きるためそのと
きに調整可能である。スパッタガスとしては、酸素抜け
を防ぐため、わずかに酸素を含むアルゴンガスを用いた
（純アルゴンガスを用いても形成可能である）。基板温
度は５００℃以上とした。スパッタ後、窒素中（不活性
ガスまたは真空中）で膜に７５０〜８５０℃、３０〜９
０分のアニールを施した。
実施例は一つの例示であって、本発明の精神を逸脱しな
い範囲で、種々の変更あるいは改良を行いうることは云
うまでもない。本実施例では、高周波スパッタリングを
用いてＧｄ3 （Ｓｃt Ｇａ5-t ）Ｏ12（ｔ≦２）の組成
を有する結晶基板上に、ＣｅX Ｙ3-x Ｆｅ5+y Ｏ
12+z（ｘ≦３，−０．５≦ｙ，ｚ≦０．５）の組成を有
するＣｅ置換ＹＩＧ磁気光学結晶膜を形成した。ターゲ
ットにはＣｅＯ2 ，Ｙ2 Ｏ3 ，Ｆｅ2 Ｏ3 の粉末を所望
の組成となるよう混合し、焼結した。その際、酸素量が
多くなるが、スパッタ時に酸素抜けが起きるためそのと
きに調整可能である。スパッタガスとしては、酸素抜け
を防ぐため、わずかに酸素を含むアルゴンガスを用いた
（純アルゴンガスを用いても形成可能である）。基板温
度は５００℃以上とした。スパッタ後、窒素中（不活性
ガスまたは真空中）で膜に７５０〜８５０℃、３０〜９
０分のアニールを施した。
【０００８】前記結晶基板の化学組成Ｇｄ3 （Ｓｃt Ｇ
ａ5-t ）Ｏ12（ｔ≦２）において、ｔは結晶学的に２を
超えない、さらに前記Ｃｅ置換ＹＩＧ膜の化学組成Ｃｅ
X Ｙ3-x Ｆｅ5+y Ｏ12+z（ｘ≦３，−０．５≦ｙ，ｚ≦
０．５）において、ｘはＣeのイットリウムに対する置
換量なので３を超えることはない。また、結晶学的に鉄
元素（Ｆｅ）は５、酸素元素（Ｏ）は１２、つまりｙ＝
０、ｚ＝０であることが望ましいが、製造された膜のｙ
およびｚは±０．５程度の誤差が起こり得る。
ａ5-t ）Ｏ12（ｔ≦２）において、ｔは結晶学的に２を
超えない、さらに前記Ｃｅ置換ＹＩＧ膜の化学組成Ｃｅ
X Ｙ3-x Ｆｅ5+y Ｏ12+z（ｘ≦３，−０．５≦ｙ，ｚ≦
０．５）において、ｘはＣeのイットリウムに対する置
換量なので３を超えることはない。また、結晶学的に鉄
元素（Ｆｅ）は５、酸素元素（Ｏ）は１２、つまりｙ＝
０、ｚ＝０であることが望ましいが、製造された膜のｙ
およびｚは±０．５程度の誤差が起こり得る。
【０００９】次に本発明により製造されたＣｅ置換ＹＩ
Ｇ磁気光学膜の特性について述べる。図１はＧｄ2 Ｓｃ
2 Ｇａ3 Ｏ12の組成を持つ結晶基板（ａ＝〜１２．５６
５Å）の（１１１）面上にＣｅＹ2 Ｆｅ5 Ｏ12の組成を
もつ結晶膜の光波長１．５５μｍにおける伝搬特性の例
である。プリズムカプリング法により膜面方向に光を導
波させ、伝搬距離に対する光の減衰量を測定した。直線
の傾きから伝搬損失はＴＥmodeで９．７ｄＢ／ｃｍ、Ｔ
Ｍmodeで５．８ｄＢ／ｃｍとなり、従来（１３〜１８ｄ
Ｂ／ｃｍ）より４割以上の低減が図れている。また、フ
ァラデー回転角も約３２００ｄｅｇ／ｃｍと大きな値を
示した。
Ｇ磁気光学膜の特性について述べる。図１はＧｄ2 Ｓｃ
2 Ｇａ3 Ｏ12の組成を持つ結晶基板（ａ＝〜１２．５６
５Å）の（１１１）面上にＣｅＹ2 Ｆｅ5 Ｏ12の組成を
もつ結晶膜の光波長１．５５μｍにおける伝搬特性の例
である。プリズムカプリング法により膜面方向に光を導
波させ、伝搬距離に対する光の減衰量を測定した。直線
の傾きから伝搬損失はＴＥmodeで９．７ｄＢ／ｃｍ、Ｔ
Ｍmodeで５．８ｄＢ／ｃｍとなり、従来（１３〜１８ｄ
Ｂ／ｃｍ）より４割以上の低減が図れている。また、フ
ァラデー回転角も約３２００ｄｅｇ／ｃｍと大きな値を
示した。
【００１０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明はＧｄ
3 （Ｓｃt Ｇａ5-t ）Ｏ12（ｔ≦２）の組成を有する基
板上に、ＣｅX Ｙ3-x Ｆｅ5+y Ｏ12+z（ｘ≦３，−０．
５≦ｙ，ｚ≦０．５）の組成を有する磁気光学膜を形成
することにより、損失が低くファラデー効果の大きな磁
気光学膜が得られる効果を有する。
3 （Ｓｃt Ｇａ5-t ）Ｏ12（ｔ≦２）の組成を有する基
板上に、ＣｅX Ｙ3-x Ｆｅ5+y Ｏ12+z（ｘ≦３，−０．
５≦ｙ，ｚ≦０．５）の組成を有する磁気光学膜を形成
することにより、損失が低くファラデー効果の大きな磁
気光学膜が得られる効果を有する。
【図１】本発明の特徴を最も良く表わしている実施例の
伝搬損失特性の図を示す。
伝搬損失特性の図を示す。
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｇｄ3 （Ｓｃt Ｇａ5-t ）Ｏ12（ｔ≦
２）の組成を有する基板上に、ＣｅX Ｙ3-x Ｆｅ5+y Ｏ
12+z（ｘ≦３，−０．５≦ｙ，ｚ≦０．５）の組成をほ
ぼ有する磁気光学膜を形成することを特徴とする磁気光
学膜。 - 【請求項２】 スパッタリングを用いて形成することを
特徴とする請求項１記載の磁気光学膜の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22314296A JPH1050521A (ja) | 1996-08-05 | 1996-08-05 | 磁気光学膜およびその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22314296A JPH1050521A (ja) | 1996-08-05 | 1996-08-05 | 磁気光学膜およびその製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1050521A true JPH1050521A (ja) | 1998-02-20 |
Family
ID=16793454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22314296A Pending JPH1050521A (ja) | 1996-08-05 | 1996-08-05 | 磁気光学膜およびその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1050521A (ja) |
-
1996
- 1996-08-05 JP JP22314296A patent/JPH1050521A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040203 |