JPH1192292A - ビスマス置換型ガーネット単結晶厚膜材料及びその製造方法 - Google Patents
ビスマス置換型ガーネット単結晶厚膜材料及びその製造方法Info
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- JPH1192292A JPH1192292A JP9275349A JP27534997A JPH1192292A JP H1192292 A JPH1192292 A JP H1192292A JP 9275349 A JP9275349 A JP 9275349A JP 27534997 A JP27534997 A JP 27534997A JP H1192292 A JPH1192292 A JP H1192292A
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- bismuth
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- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 挿入損失が小さく（０.２ｄＢ以下で）、結
晶育成中の割れや結晶欠陥や特性のばらつきが少ないビ
スマス置換型ガーネット単結晶厚膜材料及びその製造方
法を提供すること。 【解決手段】 ガーネット基板上に、液相成長法により
ＴｂＧａＢｉＦｅＧａを主成分とするガーネット単結晶
厚膜を育成して光学用ガーネット材料であるビスマス置
換型ガーネット単結晶厚膜材料を製造する方法におい
て、育成用基板にＳＧＧＧを使用し、該光学ガーネット
材料の組成を、Ｔｂ3-a-bＧｄaＢｉbＦｅ5-xＧａxＯ12
なる化学式で、ａ＝０.０３〜０.５０，ｘ＝０.０２〜
０.５０，ｂ＝０.７〜１.３とするビスマス置換型ガー
ネット単結晶厚膜材料。
晶育成中の割れや結晶欠陥や特性のばらつきが少ないビ
スマス置換型ガーネット単結晶厚膜材料及びその製造方
法を提供すること。 【解決手段】 ガーネット基板上に、液相成長法により
ＴｂＧａＢｉＦｅＧａを主成分とするガーネット単結晶
厚膜を育成して光学用ガーネット材料であるビスマス置
換型ガーネット単結晶厚膜材料を製造する方法におい
て、育成用基板にＳＧＧＧを使用し、該光学ガーネット
材料の組成を、Ｔｂ3-a-bＧｄaＢｉbＦｅ5-xＧａxＯ12
なる化学式で、ａ＝０.０３〜０.５０，ｘ＝０.０２〜
０.５０，ｂ＝０.７〜１.３とするビスマス置換型ガー
ネット単結晶厚膜材料。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ファラデー回転効
果を有する光学用ガーネット材料の中でも、特にビスマ
ス（Ｂｉ）置換型ガーネット製造に関し、液相成長法
（ＬＰＥ法）にて育成した（ＴｂＧｄＢｉ）3（ＦｅＧ
ａ）5Ｏ12系ガーネット単結晶厚膜材料及びその製造方
法の改良に関する。
果を有する光学用ガーネット材料の中でも、特にビスマ
ス（Ｂｉ）置換型ガーネット製造に関し、液相成長法
（ＬＰＥ法）にて育成した（ＴｂＧｄＢｉ）3（ＦｅＧ
ａ）5Ｏ12系ガーネット単結晶厚膜材料及びその製造方
法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、光通信において、ファラデー回転
を応用したデバイスが、開発、実用化されている。半導
体レーザ発振器を使用した光通信では、光ファイバーケ
ーブルやコネクタなどからの反射光が発振部に戻ると発
振が不安定になったり、停止する状態となる。それ故、
戻り光を遮断し、安定した発振状態を確保するために光
アイソレータが使用されている。
を応用したデバイスが、開発、実用化されている。半導
体レーザ発振器を使用した光通信では、光ファイバーケ
ーブルやコネクタなどからの反射光が発振部に戻ると発
振が不安定になったり、停止する状態となる。それ故、
戻り光を遮断し、安定した発振状態を確保するために光
アイソレータが使用されている。
【０００３】大きなファラデー回転能を有するＢｉ置換
型ガーネットは、ＬＰＥ法、フラックス法等で育成さ
れ、近赤外線領域でのアイソレータに使用されている。
特に、ＬＰＥ法で育成されるガーネット厚膜は、生産性
に優れており、低価格で材料を製造できるので、主に現
在はＬＰＥ法が多く用いられている。
型ガーネットは、ＬＰＥ法、フラックス法等で育成さ
れ、近赤外線領域でのアイソレータに使用されている。
特に、ＬＰＥ法で育成されるガーネット厚膜は、生産性
に優れており、低価格で材料を製造できるので、主に現
在はＬＰＥ法が多く用いられている。
【０００４】光アイソレータは、光の進行に関し、順方
向には、より高い透過率を示し、逆方向には、より低い
透過率を示すことが望ましい。従って、ガーネット材料
としては、ファラデー回転角が約４５０ｄｅｇとなる厚
さにおいて、順方向における損失である挿入損失が０.
３ｄＢ以下であることが要求されてきた。
向には、より高い透過率を示し、逆方向には、より低い
透過率を示すことが望ましい。従って、ガーネット材料
としては、ファラデー回転角が約４５０ｄｅｇとなる厚
さにおいて、順方向における損失である挿入損失が０.
３ｄＢ以下であることが要求されてきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最近で
は、通信技術の進展に伴い、更なる低損失化が要望され
てきている。従って、挿入損失が０.２ｄＢ以下が望ま
しい。
は、通信技術の進展に伴い、更なる低損失化が要望され
てきている。従って、挿入損失が０.２ｄＢ以下が望ま
しい。
【０００６】ところで、前述したＬＰＥ法は、溶液中の
過飽和成分の析出により、基板上にＢｉ置換型ガーネッ
トを育成するものである。従って、過飽和成分の濃度管
理が極めて重要となり、溶液の温度や流動状態によって
育成ガーネットの組成や結晶性が変化し、材料特性の変
化や結晶欠陥の割れの発生を生じる欠損があった。この
ＬＰＥ法の現状は、溶液の温度制御や基板の回路等を制
御することにより、結晶育成状態を管理している。
過飽和成分の析出により、基板上にＢｉ置換型ガーネッ
トを育成するものである。従って、過飽和成分の濃度管
理が極めて重要となり、溶液の温度や流動状態によって
育成ガーネットの組成や結晶性が変化し、材料特性の変
化や結晶欠陥の割れの発生を生じる欠損があった。この
ＬＰＥ法の現状は、溶液の温度制御や基板の回路等を制
御することにより、結晶育成状態を管理している。
【０００７】しかしながら、Ｔｂ、Ｂｉ、Ｆｅを主成分
とするＴｂＢｉ系ガーネット材では、結晶の育成状態を
十分に制御できる状態には至っていない。そのため、育
成割れや結晶欠陥の発生を生じ、特性のばらつきを生じ
ている。
とするＴｂＢｉ系ガーネット材では、結晶の育成状態を
十分に制御できる状態には至っていない。そのため、育
成割れや結晶欠陥の発生を生じ、特性のばらつきを生じ
ている。
【０００８】その主要因のひとつとして、育成に使用す
るＳＧＧＧ基板の格子定数ａのばらつきが、約０.００
１オングストロームと非常に大きいことがあげられる。
ＳＧＧＧは（ＧｄＣａ）3（ＧａＭｇＺｒ）5Ｏ12であ
り、結晶格子の同一サイトを複数の元素で構成できる可
能性のあることから、この結晶において、格子定数のば
らつきが大きくなることは不可避であるといえる。
るＳＧＧＧ基板の格子定数ａのばらつきが、約０.００
１オングストロームと非常に大きいことがあげられる。
ＳＧＧＧは（ＧｄＣａ）3（ＧａＭｇＺｒ）5Ｏ12であ
り、結晶格子の同一サイトを複数の元素で構成できる可
能性のあることから、この結晶において、格子定数のば
らつきが大きくなることは不可避であるといえる。
【０００９】一方、ＴｂＢｉ系ガーネットの格子定数
は、約１２.４９７オングストロームが特性上好適な範
囲であり、育成用基板として市販されているものはＳＧ
ＧＧのみである。
は、約１２.４９７オングストロームが特性上好適な範
囲であり、育成用基板として市販されているものはＳＧ
ＧＧのみである。
【００１０】従って、ＳＧＧＧ基板を使用したＴｂＢｉ
系ガーネット厚膜の製造で、安定した育成状態を得るた
めには、基板の格子定数のばらつきに対応したガーネッ
ト格子配列がとらなければならない。同一結晶系での格
子定数は、一義的には格子を占めるイオン半径にて決定
されることになる。前述したＴｂ、Ｂｉ、Ｆｅのみを主
成分としたＴｂＢｉガーネットにおいては、各格子サイ
トが一種の原子のみで占有されることになり、ＳＧＧＧ
基板の格子定数のばらつきに対応したガーネットの格子
定数のばらつきを実現することは不可能となり、ガーネ
ット結晶の育成割れや結晶欠陥の発生、特性のばらつき
を生じている。
系ガーネット厚膜の製造で、安定した育成状態を得るた
めには、基板の格子定数のばらつきに対応したガーネッ
ト格子配列がとらなければならない。同一結晶系での格
子定数は、一義的には格子を占めるイオン半径にて決定
されることになる。前述したＴｂ、Ｂｉ、Ｆｅのみを主
成分としたＴｂＢｉガーネットにおいては、各格子サイ
トが一種の原子のみで占有されることになり、ＳＧＧＧ
基板の格子定数のばらつきに対応したガーネットの格子
定数のばらつきを実現することは不可能となり、ガーネ
ット結晶の育成割れや結晶欠陥の発生、特性のばらつき
を生じている。
【００１１】よって、本発明は、挿入損失が小さく
（０.２ｄＢ以下で）、結晶育成中の割れや結晶欠陥や
特性のばらつきが少ないビスマス置換型ガーネット単結
晶厚膜材料及びその製造方法を提供することを目的とす
るものである。
（０.２ｄＢ以下で）、結晶育成中の割れや結晶欠陥や
特性のばらつきが少ないビスマス置換型ガーネット単結
晶厚膜材料及びその製造方法を提供することを目的とす
るものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】課題を解決するための手
段は下記の通りである。
段は下記の通りである。
【００１３】本発明は、ガーネット基板上に、液相成長
法によりＴｂ、Ｇｄ、Ｂｉ、Ｆｅ、Ｇａを主成分とする
ガーネット単結晶厚膜を育成する光学用ガーネット材料
であって、育成用基板にＳＧＧＧを使用し、該光学用ガ
ーネッ材料の組成を、Ｔｂ3- a-bＧｄaＢｉbＦｅ5-xＧａ
xＯ12なる化学式で、ａ＝０.０３〜０.５０，ｘ＝０.０
２〜０.５０，ｂ＝０.７〜１.３とすることを特徴とす
るビスマス置換型ガーネット単結晶厚膜材料である。
法によりＴｂ、Ｇｄ、Ｂｉ、Ｆｅ、Ｇａを主成分とする
ガーネット単結晶厚膜を育成する光学用ガーネット材料
であって、育成用基板にＳＧＧＧを使用し、該光学用ガ
ーネッ材料の組成を、Ｔｂ3- a-bＧｄaＢｉbＦｅ5-xＧａ
xＯ12なる化学式で、ａ＝０.０３〜０.５０，ｘ＝０.０
２〜０.５０，ｂ＝０.７〜１.３とすることを特徴とす
るビスマス置換型ガーネット単結晶厚膜材料である。
【００１４】本発明は、単結晶を、９３０ないし１１２
０℃の範囲で保持する熱処理を行う前記ビスマス置換型
ガーネット単結晶厚膜材料の製造方法である。
０℃の範囲で保持する熱処理を行う前記ビスマス置換型
ガーネット単結晶厚膜材料の製造方法である。
【００１５】本発明は、単結晶を、酸素含有量が５ない
し１００％の範囲の雰囲気中で熱処理を行う前記ビスマ
ス置換型ガーネット単結晶厚膜材料の製造方法である。
し１００％の範囲の雰囲気中で熱処理を行う前記ビスマ
ス置換型ガーネット単結晶厚膜材料の製造方法である。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明のビスマス置換型ガ
ーネット単結晶厚膜材料及びその製造方法について説明
する。
ーネット単結晶厚膜材料及びその製造方法について説明
する。
【００１７】まず、はじめに、前記挿入損失が０.２ｄ
Ｂ以下のビスマス置換型ガーネットの液晶成長法は、次
のようにして得られる。
Ｂ以下のビスマス置換型ガーネットの液晶成長法は、次
のようにして得られる。
【００１８】白金るつぼの中にＰｂＯ、Ｂｉ2Ｏ3、Ｂ2
Ｏ3等をフラックス成分とし、ガーネット成分（Ｔｂ2Ｏ
3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、Ｇａ2Ｏ3等）を約９００〜１
１００℃にて溶解して溶液を作成した後、降温し過冷却
状態（過飽和溶液状態）とする。その溶液中に、ガーネ
ット基板を浸漬し、長時間回転することにより、Ｂｉ置
換型ガーネットの厚膜を育成する。
Ｏ3等をフラックス成分とし、ガーネット成分（Ｔｂ2Ｏ
3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、Ｇａ2Ｏ3等）を約９００〜１
１００℃にて溶解して溶液を作成した後、降温し過冷却
状態（過飽和溶液状態）とする。その溶液中に、ガーネ
ット基板を浸漬し、長時間回転することにより、Ｂｉ置
換型ガーネットの厚膜を育成する。
【００１９】このＢｉ置換型ガーネットの中でも（Ｔｂ
Ｂｉ）3Ｆｅ5Ｏ12系ガーネットは、高ファラデー回転能
を有し、ガーネットに対する必要印加磁場も比較的小さ
く、ファラデー回転の温度依存性も小さいといった特徴
を有している。
Ｂｉ）3Ｆｅ5Ｏ12系ガーネットは、高ファラデー回転能
を有し、ガーネットに対する必要印加磁場も比較的小さ
く、ファラデー回転の温度依存性も小さいといった特徴
を有している。
【００２０】ここでいう必要印加磁場は、ガーネットの
挿入損低下が飽和状態に達するために必要な最小の飽和
磁場（Ｈｓ）であり、物理的にはガーネット内の磁場ス
ピンの方向を完全に揃えるのに必要な印加磁界である。
挿入損低下が飽和状態に達するために必要な最小の飽和
磁場（Ｈｓ）であり、物理的にはガーネット内の磁場ス
ピンの方向を完全に揃えるのに必要な印加磁界である。
【００２１】一般には、この印加磁場は、ガーネット膜
の周辺に配置した永久磁石から供給されるものであり、
Ｈｓが約７５０Ｏｅ以下であれば、温度特性が比較的良
好なＳｍ2Ｃｏ17系永久磁石の標準品を使用することが
でき、マグネットの大径化も必要としないので、本発明
においては飽和磁場Ｈｓを７５０Ｏｅ以下とした。ま
た、ガーネットのファラデー回転角の温度依存性につい
て良好であるＴｂＢｉ材の特徴を保持するために、−
０.０５ｄｅｇ／℃以上（絶対値で０.０５ｄｅｇ／℃以
下）とした。そこで、ガーネットの構成元素として、Ｔ
ｂ及びＦｅとわずかに異なるイオン半径を有するＧｄ及
びＧａを主成分として含有させることにより、ガーネッ
ト厚膜の育成状態が著しく向上することを見いだした。
また、ガーネット厚膜の組成中Ｂｉの含有は、本発明の
製造条件においては、Ｂｉ2Ｏ3の含有量とＴｂ3-a-bＧ
ｄaＢｉbＦｅ5-xＧａxＯ12なる組成式においてｂ＝０.
７〜１.３の範囲とすることにより、結晶性の良好な光
学用結晶を得ることができることがわかった。
の周辺に配置した永久磁石から供給されるものであり、
Ｈｓが約７５０Ｏｅ以下であれば、温度特性が比較的良
好なＳｍ2Ｃｏ17系永久磁石の標準品を使用することが
でき、マグネットの大径化も必要としないので、本発明
においては飽和磁場Ｈｓを７５０Ｏｅ以下とした。ま
た、ガーネットのファラデー回転角の温度依存性につい
て良好であるＴｂＢｉ材の特徴を保持するために、−
０.０５ｄｅｇ／℃以上（絶対値で０.０５ｄｅｇ／℃以
下）とした。そこで、ガーネットの構成元素として、Ｔ
ｂ及びＦｅとわずかに異なるイオン半径を有するＧｄ及
びＧａを主成分として含有させることにより、ガーネッ
ト厚膜の育成状態が著しく向上することを見いだした。
また、ガーネット厚膜の組成中Ｂｉの含有は、本発明の
製造条件においては、Ｂｉ2Ｏ3の含有量とＴｂ3-a-bＧ
ｄaＢｉbＦｅ5-xＧａxＯ12なる組成式においてｂ＝０.
７〜１.３の範囲とすることにより、結晶性の良好な光
学用結晶を得ることができることがわかった。
【００２２】これらの観点に立ち、種々改善を重ねた結
果、本発明におけるＢｉ置換型Ｔｂガーネット材厚膜の
組成は、Ｔｂ3-a-bＧｄaＢｉbＦｅ5-xＧａxＯ12なる組
成において、ａ＝０.０３〜０.５０、ｘ＝０.０２〜０.
５０、ｂ＝０.７〜１.３とすることにより、光学特性が
良好となる。
果、本発明におけるＢｉ置換型Ｔｂガーネット材厚膜の
組成は、Ｔｂ3-a-bＧｄaＢｉbＦｅ5-xＧａxＯ12なる組
成において、ａ＝０.０３〜０.５０、ｘ＝０.０２〜０.
５０、ｂ＝０.７〜１.３とすることにより、光学特性が
良好となる。
【００２３】ここで、ａ＝０.０３〜０.５０としたの
は、ａ＝０.０３未満ではＨｓが７５０Ｏｅ以上とな
り、ａ＝０.５０を越えるとファラデー回転角の温度依
存性が絶対値で０.０５ｄｅｇ／℃以上となるためであ
る。また、ｂ＝０.７〜１.３としたのは、ｂ＝０.７未
満ではファラデー回転能が低下し、使用膜厚での挿入損
失が０.２ｄＢ以上となり、ｂ＝１.３を越えると結晶欠
陥が多くなり、挿入損失が０.２ｄＢ以上となるからで
ある。
は、ａ＝０.０３未満ではＨｓが７５０Ｏｅ以上とな
り、ａ＝０.５０を越えるとファラデー回転角の温度依
存性が絶対値で０.０５ｄｅｇ／℃以上となるためであ
る。また、ｂ＝０.７〜１.３としたのは、ｂ＝０.７未
満ではファラデー回転能が低下し、使用膜厚での挿入損
失が０.２ｄＢ以上となり、ｂ＝１.３を越えると結晶欠
陥が多くなり、挿入損失が０.２ｄＢ以上となるからで
ある。
【００２４】また、ｘ＝０.０２〜０.５０としたのは、
ｘ＝０.０２未満ではＨｓが７５０Ｏｅ以上となり、ｘ
＝０.５０を越えるとファラデー回転角の温度依存性が
絶対値で０.０５ｄｅｇ／℃以上となるためである。
ｘ＝０.０２未満ではＨｓが７５０Ｏｅ以上となり、ｘ
＝０.５０を越えるとファラデー回転角の温度依存性が
絶対値で０.０５ｄｅｇ／℃以上となるためである。
【００２５】更に、本発明は、このガーネット膜を酸素
濃度が５〜１００％の雰囲気中で、９３０〜１１２０℃
の範囲で熱処理することにより、挿入損失の低減を図れ
る。熱処理雰囲気の酸素濃度を５％以上としたのは、５
％未満では酸素の欠乏により、ガーネット元素のイオン
バランスの修正が不十分で、挿入損失が０.２ｄＢ以上
となるためである。
濃度が５〜１００％の雰囲気中で、９３０〜１１２０℃
の範囲で熱処理することにより、挿入損失の低減を図れ
る。熱処理雰囲気の酸素濃度を５％以上としたのは、５
％未満では酸素の欠乏により、ガーネット元素のイオン
バランスの修正が不十分で、挿入損失が０.２ｄＢ以上
となるためである。
【００２６】一方、熱処理温度を９３０℃〜１１２０℃
の範囲としたのは、９３０℃未満では、組成の均質化が
不十分で挿入損失が０.２ｄＢ以上となり、１１２０℃
を越えるとガーネット膜の分解が生じ挿入損失が０.２
ｄＢ以上となるからである。
の範囲としたのは、９３０℃未満では、組成の均質化が
不十分で挿入損失が０.２ｄＢ以上となり、１１２０℃
を越えるとガーネット膜の分解が生じ挿入損失が０.２
ｄＢ以上となるからである。
【００２７】
【実施例】次に、実施例について示す。
【００２８】（実施例１）以下、本発明の実施例１につ
いて説明する。
いて説明する。
【００２９】高純度の酸化テルビニウム（Ｔｂ2Ｏ3）、
酸化ガドリニウム（Ｇｄ2Ｏ3）、酸化第２鉄（Ｆｅ
2Ｏ3）、酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）、酸化ビスマス（Ｂ
ｉ2Ｏ3）、酸化鉛（ＰｂＯ）、及び酸化ホウ素（Ｂ
2Ｏ3）の粉末を原料として使用し、フラックスとしてＰ
ｂＯ−Ｂｉ2Ｏ3−Ｂ2Ｏ3系を使用して、ＬＰＥ法により
ＳＧＧＧ基板［組成式（ＧｄＣａ）3（ＧａＭｇＺｒ）5
Ｏ12］を使用し、組成比がＴｂ2- aＧｄaＢｉ1Ｆｅ4.9Ｇ
ａ0.1Ｏ12で、ａ＝０.０５，０.１，０.２，０.３，０.
４，０.５，０.６なる単結晶ガーネット厚膜を得た。こ
れらの膜厚は約６００μｍであり、膜面は（８８８）で
あり、格子定数は約１２.４９５オングストロームであ
った。
酸化ガドリニウム（Ｇｄ2Ｏ3）、酸化第２鉄（Ｆｅ
2Ｏ3）、酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）、酸化ビスマス（Ｂ
ｉ2Ｏ3）、酸化鉛（ＰｂＯ）、及び酸化ホウ素（Ｂ
2Ｏ3）の粉末を原料として使用し、フラックスとしてＰ
ｂＯ−Ｂｉ2Ｏ3−Ｂ2Ｏ3系を使用して、ＬＰＥ法により
ＳＧＧＧ基板［組成式（ＧｄＣａ）3（ＧａＭｇＺｒ）5
Ｏ12］を使用し、組成比がＴｂ2- aＧｄaＢｉ1Ｆｅ4.9Ｇ
ａ0.1Ｏ12で、ａ＝０.０５，０.１，０.２，０.３，０.
４，０.５，０.６なる単結晶ガーネット厚膜を得た。こ
れらの膜厚は約６００μｍであり、膜面は（８８８）で
あり、格子定数は約１２.４９５オングストロームであ
った。
【００３０】次に、これら試料の基板を除去した後、約
４０％の酸素を含有した雰囲気中、１０５０℃で２０時
間保持し、熱処理した。次にこれら試料の両面を研磨
し、厚さ約３５０μｍの試料板とした。上述した組成
は、これら試料の両面について１０点ずつＥＰＭＡ分析
を行い、その平均値として求めた。
４０％の酸素を含有した雰囲気中、１０５０℃で２０時
間保持し、熱処理した。次にこれら試料の両面を研磨
し、厚さ約３５０μｍの試料板とした。上述した組成
は、これら試料の両面について１０点ずつＥＰＭＡ分析
を行い、その平均値として求めた。
【００３１】次に、これらの試料板にＳｉＯ2膜による
無反射被覆処理を行った後、電磁石を用いて磁界を約１
ＫＯｅまで印加していき、波長１.３１μｍでの透過率
が飽和値に到達する飽和磁場Ｈｓと挿入損失Ｉ.Ｌ.を求
めた。
無反射被覆処理を行った後、電磁石を用いて磁界を約１
ＫＯｅまで印加していき、波長１.３１μｍでの透過率
が飽和値に到達する飽和磁場Ｈｓと挿入損失Ｉ.Ｌ.を求
めた。
【００３２】その結果を図１に示す。Ｈｓが７５０Ｏｅ
以下は、ａ＝０.０３以上であり、Ｉ.Ｌ.が０.２ｄＢ以
下は、ａ＝０.０１以上の領域であった。
以下は、ａ＝０.０３以上であり、Ｉ.Ｌ.が０.２ｄＢ以
下は、ａ＝０.０１以上の領域であった。
【００３３】次に、これら試料のファラデー回転角を測
定したところ、約４５ｄｅｇであり、室温近傍における
温度依存性はａ＝０.５で−０.０４８ｄｅｇ／℃、ａ＝
０.６で−０.０５５ｄｅｇ／℃であった。以上の結果か
ら、ａ＝０.０３〜０.５０の範囲が有用であるといえ
る。
定したところ、約４５ｄｅｇであり、室温近傍における
温度依存性はａ＝０.５で−０.０４８ｄｅｇ／℃、ａ＝
０.６で−０.０５５ｄｅｇ／℃であった。以上の結果か
ら、ａ＝０.０３〜０.５０の範囲が有用であるといえ
る。
【００３４】（実施例２）以下、本発明の実施例２につ
いて説明する。
いて説明する。
【００３５】実施例１と同様にして、組成比がＴｂ1.8
Ｇｄ0.2Ｂｉ1Ｆｅ5-xＧａxＯ12で、ａ＝０.０５，０.
１，０.２，０.３，０.４，０.５，０.６なるガーネッ
ト厚膜を得た後、Ｈｓ、Ｉ.Ｌ.及びファラデー回転角を
測定した。
Ｇｄ0.2Ｂｉ1Ｆｅ5-xＧａxＯ12で、ａ＝０.０５，０.
１，０.２，０.３，０.４，０.５，０.６なるガーネッ
ト厚膜を得た後、Ｈｓ、Ｉ.Ｌ.及びファラデー回転角を
測定した。
【００３６】その結果を図２に示す。Ｈｓが７５０Ｏｅ
以下は、ｘ＝０.０２以下であり，Ｉ.Ｌ.が０.２ｄＢ以
下は、ｘ＝０.０１ｄＢ以上の領域であった。
以下は、ｘ＝０.０２以下であり，Ｉ.Ｌ.が０.２ｄＢ以
下は、ｘ＝０.０１ｄＢ以上の領域であった。
【００３７】また、ファラデー回転角は、約４５ｄｅｇ
であり、室温における温度依存性は、ｘ＝０.５で−０.
０４９ｄｅｇ／℃、ｘ＝０.６で−０.０５７ｄｅｇ／℃
であった。以上の結果から、ｘ＝０.０２〜０.５０の範
囲が有用であるといえる。
であり、室温における温度依存性は、ｘ＝０.５で−０.
０４９ｄｅｇ／℃、ｘ＝０.６で−０.０５７ｄｅｇ／℃
であった。以上の結果から、ｘ＝０.０２〜０.５０の範
囲が有用であるといえる。
【００３８】（実施例３）以下、本発明の実施例３につ
いて説明する。
いて説明する。
【００３９】実施例１と同様にして、組成比がＴｂ1.8
Ｇｄ0.2Ｂｉ1Ｆｅ4.9Ｇａ0.1Ｏ12なる組成式のガーネッ
ト膜を得た後、熱処理温度を９００℃，９５０℃，１０
００℃，１０５０℃，１１５０℃とし、約４０％の酸素
雰囲気中にて２０時間保持して熱処理をした後、Ｈｓ、
Ｉ.Ｌ.、ファラデー回転角を測定した。
Ｇｄ0.2Ｂｉ1Ｆｅ4.9Ｇａ0.1Ｏ12なる組成式のガーネッ
ト膜を得た後、熱処理温度を９００℃，９５０℃，１０
００℃，１０５０℃，１１５０℃とし、約４０％の酸素
雰囲気中にて２０時間保持して熱処理をした後、Ｈｓ、
Ｉ.Ｌ.、ファラデー回転角を測定した。
【００４０】全ての試料において、Ｈｓは７００Ｏｅ以
下で、ファラデー回転角は、約４５ｄｅｇ、ファラデー
回転の温度依存性は、絶対値で０.０４５ｄｅｇ／℃以
下であった。
下で、ファラデー回転角は、約４５ｄｅｇ、ファラデー
回転の温度依存性は、絶対値で０.０４５ｄｅｇ／℃以
下であった。
【００４１】Ｉ.Ｌ.の結果を図３に示す。熱処理温度が
９３０〜１１２０℃の範囲でＩ.Ｌ.が顕著に低減してお
り、有用な熱処理温度範囲となる。
９３０〜１１２０℃の範囲でＩ.Ｌ.が顕著に低減してお
り、有用な熱処理温度範囲となる。
【００４２】（実施例４）以下、本発明の実施例４につ
いて説明する。
いて説明する。
【００４３】実施例３と同様にして、熱処理温度を１０
５０℃とし、雰囲気の酸素含有量を０，１０，２０，４
０，６０，８０，１００％とし、２０時間保持した後、
Ｈｓ、Ｉ.Ｌ.、ファラデー回転角を測定した。
５０℃とし、雰囲気の酸素含有量を０，１０，２０，４
０，６０，８０，１００％とし、２０時間保持した後、
Ｈｓ、Ｉ.Ｌ.、ファラデー回転角を測定した。
【００４４】全ての試料において、Ｈｓは７００Ｏｅ以
下で、ファラデー回転角は、約４５ｄｅｇ、ファラデー
回転の温度依存性は、絶対値で０.０４５ｄｅｇ／℃以
下であった。
下で、ファラデー回転角は、約４５ｄｅｇ、ファラデー
回転の温度依存性は、絶対値で０.０４５ｄｅｇ／℃以
下であった。
【００４５】Ｉ.Ｌ.の結果を図４に示す。雰囲気中の酸
素含有量が５〜１００％の範囲でＩ.Ｌ.が顕著に低減し
ており、有用な熱処理雰囲気酸素濃度範囲となる。
素含有量が５〜１００％の範囲でＩ.Ｌ.が顕著に低減し
ており、有用な熱処理雰囲気酸素濃度範囲となる。
【００４６】
【発明の効果】以上、説明した通り、挿入損失が０.２
ｄＢ以下と小さく、結晶育成中の割れや結晶欠陥や特性
のばらつきが極めて小さく、すぐれたビスマス置換型ガ
ーネット単結晶厚膜材料及びその製造方法を提供でき
る。
ｄＢ以下と小さく、結晶育成中の割れや結晶欠陥や特性
のばらつきが極めて小さく、すぐれたビスマス置換型ガ
ーネット単結晶厚膜材料及びその製造方法を提供でき
る。
【図１】実施例１においてＴｂ2-aＧｄaＢｉ1Ｆｅ4.9Ｇ
ａ0.1Ｏ12なる組成式におけるＧｄの置換量ａと飽和印
加磁場Ｈｓ及び挿入損Ｉ.Ｌ.との関係を示す図。
ａ0.1Ｏ12なる組成式におけるＧｄの置換量ａと飽和印
加磁場Ｈｓ及び挿入損Ｉ.Ｌ.との関係を示す図。
【図２】実施例２においてＴｂ1.8Ｇｄ0.2Ｂｉ1Ｆｅ5-x
ＧａxＯ12なる組成式におけるＧａ置換量ｘとＨｓ及び
Ｉ.Ｌ.との関係を示す図。
ＧａxＯ12なる組成式におけるＧａ置換量ｘとＨｓ及び
Ｉ.Ｌ.との関係を示す図。
【図３】実施例３において、熱処理温度とＩ.Ｌ.の関係
を示す図。
を示す図。
【図４】実施例４において、熱処理雰囲気の酸素濃度と
Ｉ.Ｌ.の関係を示す図。
Ｉ.Ｌ.の関係を示す図。
Claims (3)
- 【請求項１】 ガーネット基板上に、液相成長法により
Ｔｂ、Ｇｄ、Ｂｉ、Ｆｅ、Ｇａを主成分とするガーネッ
ト単結晶厚膜を育成する光学用ガーネット材料であっ
て、育成用基板にＳＧＧＧを使用し、該光学用ガーネッ
ト材料の組成を、Ｔｂ3-a-bＧｄaＢｉbＦｅ5-xＧａxＯ
12なる化学式で、ａ＝０.０３〜０.５０，ｘ＝０.０２
〜０.５０，ｂ＝０.７〜１.３とすることを特徴とする
ビスマス置換型ガーネット単結晶厚膜材料。 - 【請求項２】 単結晶を、９３０ないし１１２０℃の範
囲で保持する熱処理を行うことを特徴とする請求項１記
載のビスマス置換型ガーネット単結晶厚膜材料の製造方
法。 - 【請求項３】 単結晶を、酸素含有量が５ないし１００
％の範囲の雰囲気中で熱処理を行うことを特徴とする請
求項１及び２記載のビスマス置換型ガーネット単結晶厚
膜材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9275349A JPH1192292A (ja) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | ビスマス置換型ガーネット単結晶厚膜材料及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9275349A JPH1192292A (ja) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | ビスマス置換型ガーネット単結晶厚膜材料及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1192292A true JPH1192292A (ja) | 1999-04-06 |
Family
ID=17554243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9275349A Withdrawn JPH1192292A (ja) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | ビスマス置換型ガーネット単結晶厚膜材料及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1192292A (ja) |
-
1997
- 1997-09-22 JP JP9275349A patent/JPH1192292A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20050720 |