JPS62101012A - 静磁波マイクロ波素子 - Google Patents
静磁波マイクロ波素子Info
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- JPS62101012A JPS62101012A JP23858685A JP23858685A JPS62101012A JP S62101012 A JPS62101012 A JP S62101012A JP 23858685 A JP23858685 A JP 23858685A JP 23858685 A JP23858685 A JP 23858685A JP S62101012 A JPS62101012 A JP S62101012A
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
木光明は、マイクロ波にａ３ける損失の小さいＹＩＧ単
結晶薄膜を用いた静磁波マイクロ波素子に関するもので
ある。
結晶薄膜を用いた静磁波マイクロ波素子に関するもので
ある。
従来の技術
種々のマイクロ波磁性素子用として、酸化物磁性材料で
あるイットリウム・鉄・ガーネット（ＹＩＧ；Ｙ３ Ｆ
ｅ ｓ Ｏｖ ）は、重要な物質である。
あるイットリウム・鉄・ガーネット（ＹＩＧ；Ｙ３ Ｆ
ｅ ｓ Ｏｖ ）は、重要な物質である。
その最も際立った性質は、極端に強磁性共鳴半値幅ΔＨ
が狭いことである。一般に、ＹＩＧはｔｉｌｌ ｌｆさ
れたｌＪｉ結晶球の形で、これ等のマイクロ波磁性素子
に供せられる。仙の形状としては、単結晶薄膜がある。
が狭いことである。一般に、ＹＩＧはｔｉｌｌ ｌｆさ
れたｌＪｉ結晶球の形で、これ等のマイクロ波磁性素子
に供せられる。仙の形状としては、単結晶薄膜がある。
これは、製作が容易でかつ平面型の電子回路に適合可能
である。当然、これをマイクロ波磁性素子に用いようと
する場合、単結晶薄膜にも球と同程度に線幅が狭いこと
が要求される。
である。当然、これをマイクロ波磁性素子に用いようと
する場合、単結晶薄膜にも球と同程度に線幅が狭いこと
が要求される。
初期のＹＩＧ単結晶ｉｉＩ ＦＪに関する研究は、ガド
リニウム・ガリウム・ガーネット（ＧＧＧ ； ＧＧｄ
３Ｇａ５０Ｉ２）板上に、ＣＶ Ｄ （Ｃｈｅｍｉｃａ
ｌＶ ａｐｃｒ Ｄ ｃｐｏｓｔｉｏｎ）法によりエ
ピタキシャル成長したものである。それはΔｌ−１が極
めて狭いということを示した（文献、）、 Ｆ、 １ｖ
ｌｅｅ ｅｔａｌ、 Ｉ ＥＥＥ、 １−ｒａｎ
、 Ｍａｃ、 ＭＡＧ−５＜１９６９） Ｐ。
リニウム・ガリウム・ガーネット（ＧＧＧ ； ＧＧｄ
３Ｇａ５０Ｉ２）板上に、ＣＶ Ｄ （Ｃｈｅｍｉｃａ
ｌＶ ａｐｃｒ Ｄ ｃｐｏｓｔｉｏｎ）法によりエ
ピタキシャル成長したものである。それはΔｌ−１が極
めて狭いということを示した（文献、）、 Ｆ、 １ｖ
ｌｅｅ ｅｔａｌ、 Ｉ ＥＥＥ、 １−ｒａｎ
、 Ｍａｃ、 ＭＡＧ−５＜１９６９） Ｐ。
７１７参照）が、Δ［−１は球状の試料はど狭くはない
。
。
さらに最近、Ｉ Ｐ Ｅ （Ｌ １ｑｕｉｄ ｐｈａｓ
ｅ Ｅ ｐ−１ｔａｘｉａｌ ）法が、磁気バブルド
メイン素子の発達に伴い、そのプロセス技術が高いレベ
ルに到達した。
ｅ Ｅ ｐ−１ｔａｘｉａｌ ）法が、磁気バブルド
メイン素子の発達に伴い、そのプロセス技術が高いレベ
ルに到達した。
このＬＰＥ法を用いて、非常に高品質のＹＩＧ単結晶薄
膜を育成でさるようになった。この方法により育成され
たＹＩＧ単結晶薄膜のΔ］」は０． １５００で球状試
料の＠良値とほぼ等しく（文献１−（、ｌ−、Ｇｌａｓ
ｓ ｅｔａｌ、 Ｊ、 ｏｒ Ｃｒｙｓｔａｌ
Ｇｒ−ｏｗｔｈ３４ （１９７６）Ｐ、２８５参照）、
これはＹＩＧ結晶が有する木質的な低Δｌ」の限界に相
当すると思われる。しかし、これらの膜のΔＨはそれほ
ど再現性のよいものではなく、ＬＰＥプロセス中に不純
物として混入するｐｂとｐｔの頂に強く依存すると言わ
れている。
膜を育成でさるようになった。この方法により育成され
たＹＩＧ単結晶薄膜のΔ］」は０． １５００で球状試
料の＠良値とほぼ等しく（文献１−（、ｌ−、Ｇｌａｓ
ｓ ｅｔａｌ、 Ｊ、 ｏｒ Ｃｒｙｓｔａｌ
Ｇｒ−ｏｗｔｈ３４ （１９７６）Ｐ、２８５参照）、
これはＹＩＧ結晶が有する木質的な低Δｌ」の限界に相
当すると思われる。しかし、これらの膜のΔＨはそれほ
ど再現性のよいものではなく、ＬＰＥプロセス中に不純
物として混入するｐｂとｐｔの頂に強く依存すると言わ
れている。
発明が解決しＪ：うとりる問題点
該ＹＩＧｔｔｉ結晶ｉｔｌ ｌ！ｌ！を静磁波マイクロ
波素子に利用しようとする実用的な見地に立った場合、
単に低ΔＨのみで最適製造条件を論することはできない
。この他に、静磁波マイクロ波素子では、安定に厚ｉ儲
を作製できる必要があり、この条件を併せて考えるとガ
ラス（Ｑ １ａｓｓ）とエリオツド（Ｅｌｌｉｏｔｔ）
の最適製造条件とは必ずしも一致しないことが研究の結
果分かった。
波素子に利用しようとする実用的な見地に立った場合、
単に低ΔＨのみで最適製造条件を論することはできない
。この他に、静磁波マイクロ波素子では、安定に厚ｉ儲
を作製できる必要があり、この条件を併せて考えるとガ
ラス（Ｑ １ａｓｓ）とエリオツド（Ｅｌｌｉｏｔｔ）
の最適製造条件とは必ずしも一致しないことが研究の結
果分かった。
強磁性共鳴半値幅Δ１」は、極めて構造敏感な物理量で
ある。これは、低周波帯で用いられる軟磁性材料の透磁
率μと対比してみると μｏｃ４πＭｓ／ΔＨ−（ｉ） と定式化しで表すことができる。μちまた極めて構造敏
感な量である。
ある。これは、低周波帯で用いられる軟磁性材料の透磁
率μと対比してみると μｏｃ４πＭｓ／ΔＨ−（ｉ） と定式化しで表すことができる。μちまた極めて構造敏
感な量である。
ＬＰＥ法により作製されたＹＩＧ単結単結晶ｎへＨを前
述の理論的下限値よりも劣化させていると考えられる要
因は幾つかある。
述の理論的下限値よりも劣化させていると考えられる要
因は幾つかある。
（１）単結晶薄膜内の内部応力によって生ずる不均一な
異方性によるΔＨの増加が考えられる。
異方性によるΔＨの増加が考えられる。
また、この内部応力の原因としては、基板と生成単結晶
薄膜との間の格子定数の不整合やＬ Ｐ Ｅ育成時間と
ともに発生ずるＹとＦｅ等の元素濃度のゆらぎがある。
薄膜との間の格子定数の不整合やＬ Ｐ Ｅ育成時間と
ともに発生ずるＹとＦｅ等の元素濃度のゆらぎがある。
（２）強ｔａ性共鳴の緩和効果の大きい不純物元素の混
入が珂えられる。これに伴うＦｅ原子の！ｌ！ｌｉ電状
態の変化も影響を与える。例えば、不純物としてＰｂ”
”、Ｐｔ４千が混入した場合２ Ｆ ｅ３４ →Ｐ ｌ
） ２＋十ＦＱ ４４２ Ｆｅ １４−＋Ｐｔ ４＋＋
ｐｅ ２→のようにＦ６３＋の１ｉｌｌｉ電状態が変
化して、損失の原因となる。
入が珂えられる。これに伴うＦｅ原子の！ｌ！ｌｉ電状
態の変化も影響を与える。例えば、不純物としてＰｂ”
”、Ｐｔ４千が混入した場合２ Ｆ ｅ３４ →Ｐ ｌ
） ２＋十ＦＱ ４４２ Ｆｅ １４−＋Ｐｔ ４＋＋
ｐｅ ２→のようにＦ６３＋の１ｉｌｌｉ電状態が変
化して、損失の原因となる。
（３）ＬＰＥ時の雰囲気の変化により、酸素Ｏの過不足
が発生し、これが強磁性共鳴の緩和機構となる可能性が
ある。
が発生し、これが強磁性共鳴の緩和機構となる可能性が
ある。
〈４）マクロ的な膜欠陥、例えば、転位の集合、ビット
やステップ状の成長欠陥、表面粗さのようなものもΔ１
」を大きくすることに影響を与えていると考えられる。
やステップ状の成長欠陥、表面粗さのようなものもΔ１
」を大きくすることに影響を与えていると考えられる。
次の問題として、割のない良質なＬ Ｐ Ｅ厚膜を作ａ
するためには、厚膜作製時に発生する内部応力を弾性限
界内に抑える必要がある。
するためには、厚膜作製時に発生する内部応力を弾性限
界内に抑える必要がある。
特に、これはＧＧＧ基扱と生成膜との格子定数の不整合
が重要な因子となる。
が重要な因子となる。
本発明の目的は、Ｐｂの置換効果を利用して、厚膜化と
低ΔＨを同時に両立するためのｐｂを含んだＹＩＧ単結
晶簿膜を用いた静磁波マイクロ波素子を提供することで
ある。
低ΔＨを同時に両立するためのｐｂを含んだＹＩＧ単結
晶簿膜を用いた静磁波マイクロ波素子を提供することで
ある。
問題点を解決するための手段
上記問題点を解決するために本発明は、ガドリニウム・
ガリウム・ガーネットの！１１結晶基板を用い、該基板
の上に液相エピタキシャル法により、イットリウム・鉄
・ガーネットを主成分とするｉｌｌ結晶膜を成長させる
とともに、ＰｂＯ−［３２０３を主成分とづ−るフラッ
クス中に含まれるｆ） Ｉ）を単結晶膜に混入せしめ、
Ｐｂの含イ１出が１ｗｔ％〜２゜２５ｗｔ％の範囲にあ
り、Ｍ板の格子定数が生成単結晶膜の格子定数より大き
く、かつそれらの差が９ Ｘ １０−３ Ａ以下にある
り、 Ｐ Ｅ単結晶膜を用いた静磁波マイクロ波素子Ｃ
ある。
ガリウム・ガーネットの！１１結晶基板を用い、該基板
の上に液相エピタキシャル法により、イットリウム・鉄
・ガーネットを主成分とするｉｌｌ結晶膜を成長させる
とともに、ＰｂＯ−［３２０３を主成分とづ−るフラッ
クス中に含まれるｆ） Ｉ）を単結晶膜に混入せしめ、
Ｐｂの含イ１出が１ｗｔ％〜２゜２５ｗｔ％の範囲にあ
り、Ｍ板の格子定数が生成単結晶膜の格子定数より大き
く、かつそれらの差が９ Ｘ １０−３ Ａ以下にある
り、 Ｐ Ｅ単結晶膜を用いた静磁波マイクロ波素子Ｃ
ある。
また、前記Ｌ Ｐ Ｅの育成温度が８５０〜９５０℃の
範囲にあるＬＰＥ単結晶膜を用いたものである。
範囲にあるＬＰＥ単結晶膜を用いたものである。
実施例
第１表は本発明の第１の実施例に用いた各種のＬＰＥ用
の溶液の組成を示す。
の溶液の組成を示す。
第１表
但し、Ｒ４は次式で表され、溶液の全体のモル数に対す
る溶質のモル比である。
る溶質のモル比である。
２（［ＦＱ２０３］＋［Ｙ２Ｏ３］）
Ｒ４”−−一一一一一−−−−−−−−−−−−−−２
（↓Ｆ０２０３］＋［Ｙ２Ｏ３］＋［１３２０３］）＋
［Ｐｂ０１本溶液を用いてＬ Ｐ Ｅを行った。但し、
Ｊ’７膜の成長速度は、はぼ６μｍ ／ｍｉｎになるよ
うに第１表に示すにうな育成温度Ｔｇを選んだ。Ｒ４が
大きくなるに吊れて、育成温度Ｔｇｂ高くなる。第１図
は、本実施例の実験ｖ１果を示す。Δａは、ＧＧＧ基板
と生成されたＹ［Ｇ薄膜の格子定数の差であり、Ｘ線回
折装置で測定されたしのである。
（↓Ｆ０２０３］＋［Ｙ２Ｏ３］＋［１３２０３］）＋
［Ｐｂ０１本溶液を用いてＬ Ｐ Ｅを行った。但し、
Ｊ’７膜の成長速度は、はぼ６μｍ ／ｍｉｎになるよ
うに第１表に示すにうな育成温度Ｔｇを選んだ。Ｒ４が
大きくなるに吊れて、育成温度Ｔｇｂ高くなる。第１図
は、本実施例の実験ｖ１果を示す。Δａは、ＧＧＧ基板
と生成されたＹ［Ｇ薄膜の格子定数の差であり、Ｘ線回
折装置で測定されたしのである。
ＧＧＧ基板が大きい場合を正とし、ＹＩＧＭ膜が大きい
ときは負としている。はぼ、Ｒ，＋＝０．１４５即ち育
成温度８６５℃で作製されたＬＰＥ漣膜薄膜はぼ、Δａ
＋Ｏとなる。これより育成温度が高い方でΔａは正、低
い方で負となる。
ときは負としている。はぼ、Ｒ，＋＝０．１４５即ち育
成温度８６５℃で作製されたＬＰＥ漣膜薄膜はぼ、Δａ
＋Ｏとなる。これより育成温度が高い方でΔａは正、低
い方で負となる。
静磁波マイクロ波素子に要求される強磁性半値幅Δ１」
はできるだけ低い方が望ましい。
はできるだけ低い方が望ましい。
ΔＨはΔａ−０より正の側で小さくなり、はぼ育成温度
８５０〜ｂ ΔＨは９．０３ＧＨ７で測定されたものである。
８５０〜ｂ ΔＨは９．０３ＧＨ７で測定されたものである。
これよりも育成温度が高くても低くてもへＨは増加する
ので、低へＨのための最適育成温度は８５０〜９５０℃
ということができる。
ので、低へＨのための最適育成温度は８５０〜９５０℃
ということができる。
次に、本実施例により育成されたＹＩＧＩ膜の不純物と
しＴＰｂをＥＰＭ△（Ｅ Ｉｃｃｔｒｏｎ ｐ ｒｏｂ
ｅＭ １ｃｒｏ Ａ ｎａｌｙｚｅｒ ）で分析した
。但し、分析値は純Ｐｂ金属を１００ｗｔ％とじで校正
した。
しＴＰｂをＥＰＭ△（Ｅ Ｉｃｃｔｒｏｎ ｐ ｒｏｂ
ｅＭ １ｃｒｏ Ａ ｎａｌｙｚｅｒ ）で分析した
。但し、分析値は純Ｐｂ金属を１００ｗｔ％とじで校正
した。
第２図かられかるように、格子定数の不整合Δａの減少
は、ＹＩＧ薄膜へのＰｂの混入によることが分かる。Ｐ
ｂの混入量が零になるように外挿しで求めたΔａは、
約０．０１９Ａ′ｃあり、これが不純物を含まない場合
のＱＧＧ基板とＹＩＧ薄膜の格子定数の差と見ることが
できる。
は、ＹＩＧ薄膜へのＰｂの混入によることが分かる。Ｐ
ｂの混入量が零になるように外挿しで求めたΔａは、
約０．０１９Ａ′ｃあり、これが不純物を含まない場合
のＱＧＧ基板とＹＩＧ薄膜の格子定数の差と見ることが
できる。
この図から分かるように格子定数の不整合Δａが約Ｏ〜
０．００９Ａの範囲でほぼΔＨは最低値を示で。このこ
とはｐｂの１度とも密接に関係しており、１〜２．２５
ｗｔ％でΔ１−１が最低値を示すことと同じである。こ
の値は、Ｇ １ａｓｓｆ９が先に報告した文献値Ｑ、５
ｗｔ％に比較すると約２〜４倍以上もあり、本発明の特
徴が明らかである。Ｐｂ以外の不純物はＰｔであるが、
これはｉｗｔ％以下であり、本実施例ではｊ）すΔ１−
１の低減とは木質的な関係がないと考えられる。
０．００９Ａの範囲でほぼΔＨは最低値を示で。このこ
とはｐｂの１度とも密接に関係しており、１〜２．２５
ｗｔ％でΔ１−１が最低値を示すことと同じである。こ
の値は、Ｇ １ａｓｓｆ９が先に報告した文献値Ｑ、５
ｗｔ％に比較すると約２〜４倍以上もあり、本発明の特
徴が明らかである。Ｐｂ以外の不純物はＰｔであるが、
これはｉｗｔ％以下であり、本実施例ではｊ）すΔ１−
１の低減とは木質的な関係がないと考えられる。
第３図は本発明の実施例を示ず。第１表に示す種々の組
成の溶液から、種々の膜厚のＹＩＧ薄膜を作製し、その
薄膜がある程度厚くなると膜１．１１れが起こるという
点に着目して、横軸を膜厚に縦軸を格子定数の不整合Δ
ａにとって整理したものである。Ｏ印は、膜が割れなか
った場合、Ｘ印は膜が割れた場合である。この図から分
かるようにΔａが小さくなると膜厚が厚くなってもなか
なか割れにくくなることが分かる。ΔａＩ）＜０．０１
Ａ以上のものは、１０μｍ以上の厚膜では必ず割れた。
成の溶液から、種々の膜厚のＹＩＧ薄膜を作製し、その
薄膜がある程度厚くなると膜１．１１れが起こるという
点に着目して、横軸を膜厚に縦軸を格子定数の不整合Δ
ａにとって整理したものである。Ｏ印は、膜が割れなか
った場合、Ｘ印は膜が割れた場合である。この図から分
かるようにΔａが小さくなると膜厚が厚くなってもなか
なか割れにくくなることが分かる。ΔａＩ）＜０．０１
Ａ以上のものは、１０μｍ以上の厚膜では必ず割れた。
このことから、静磁波マイクロ波素子としては２０μｍ
近傍かそれ以上のものが多く用いられているので、この
貞からもΔａ ＜０．００９Δが最適格子定数の不整合
の状態と言える。このことは、Δ（−１の最適値から要
求されるΔａの範囲と矛盾しない。
近傍かそれ以上のものが多く用いられているので、この
貞からもΔａ ＜０．００９Δが最適格子定数の不整合
の状態と言える。このことは、Δ（−１の最適値から要
求されるΔａの範囲と矛盾しない。
発明の効果
木Ｒ明ニＪ： ｎば、Ｆｅ、Ｙ、Ｐｂ、Ｂ以外に積極的
に第５番目の添加元素を用いなくとも、フラックス中の
Ｐｂの混入を積極的に利用して、低Δト１を右づ゛るＹ
ＩＧの厚膜作製が可能であり、これを用いて低損失な静
磁波マイクロ波素子を作製することができる。
に第５番目の添加元素を用いなくとも、フラックス中の
Ｐｂの混入を積極的に利用して、低Δト１を右づ゛るＹ
ＩＧの厚膜作製が可能であり、これを用いて低損失な静
磁波マイクロ波素子を作製することができる。
第１図９第２図は本Ｊｌ明の実施例を示す低Δ］］を（
ｑるための特性図、第３図は本発明の他の実施例を示す
膜＾１１れの特性図である。
ｑるための特性図、第３図は本発明の他の実施例を示す
膜＾１１れの特性図である。
Claims (2)
- （１）ガドリニウム・ガリウム・ガーネットの単結晶基
板を用い、該基板の上に液相エピタキシャル法により、
イットリウム・鉄・ガーネットを主成分とする単結晶膜
を成長させるとともに、ＰｂＯ−Ｂ＿２Ｏ＿３を主成分
とするフラックス中に含まれるＰｂを単結晶膜に混入せ
しめ、Ｐｂの含有量が１ｗｔ％〜２．２５ｗｔ％の範囲
にあり、基板の格子定数が生成単結晶膜の格子定数より
大きく、かつそれらの差が９×１０＾−＾３Ａ以下にあ
るＬＰＥ単結晶膜を用いたことを特徴とする静磁波マイ
クロ波素子。 - （２）特許請求の範囲第１項において、前記ＬＰＥの育
成温度が８５０〜９５０℃の範囲にあるＬＰＥ単結晶膜
を用いた静磁波マイクロ波素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23858685A JPS62101012A (ja) | 1985-10-26 | 1985-10-26 | 静磁波マイクロ波素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23858685A JPS62101012A (ja) | 1985-10-26 | 1985-10-26 | 静磁波マイクロ波素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62101012A true JPS62101012A (ja) | 1987-05-11 |
Family
ID=17032402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23858685A Pending JPS62101012A (ja) | 1985-10-26 | 1985-10-26 | 静磁波マイクロ波素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62101012A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02168606A (ja) * | 1988-09-30 | 1990-06-28 | Shin Etsu Chem Co Ltd | マイクロ波素子 |
| EP0785618A1 (en) * | 1996-01-22 | 1997-07-23 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Magnetostatic wave device |
| KR100444101B1 (ko) * | 1999-12-09 | 2004-08-09 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | 정자파 소자 및 그 제조방법 |
-
1985
- 1985-10-26 JP JP23858685A patent/JPS62101012A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02168606A (ja) * | 1988-09-30 | 1990-06-28 | Shin Etsu Chem Co Ltd | マイクロ波素子 |
| EP0785618A1 (en) * | 1996-01-22 | 1997-07-23 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Magnetostatic wave device |
| KR100444101B1 (ko) * | 1999-12-09 | 2004-08-09 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | 정자파 소자 및 그 제조방법 |
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