(57)【要約】【解決手段】高性能ラッチング磁気光学ガーネット物質の生産における改善を提供する。高ユーロピウム磁気光学ガーネットが、アイソレータ、サーキュレータ及びインタリーバのような装置において優れた特性を与えることが確認された。なお、例えば、通常の、適合する組成物のガーネット基材上では、(BiEu)3(FeGa)5O12の形成は困難であり、これは磁気光学ガーネット及びかかる通常の基材の間の不良な格子点一致のためである。本発明は、２種又はそれよりも多い種類のガーネット物質の固溶体で本質的に構成される単結晶基材を利用することによってこの問題に対処する。２種又はそれよりも多い種類のガーネット、例えば、２種の適合するガーネット組成物の固溶体の使用によって、受け入れることができる格子定数を達成することができる。有用な固溶体には、ガドリニウムスカンジウムガリウムガーネット及びガドリニウムスカンジウムアルミニウムガーネット、又はガドリニウムスカンジウムガリウムガーネット及びテルビウムスカンジウムガリウムガーネットが包含される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品を製造する方法であって、以下の工程：
基材を提供すること、及び
基材上に（ＢｉＥｕ）３（Ｆｅ５−ｙ（ＧａｘＡｌ１−ｘ）ｙ）Ｏ１２（式中、ｘは０〜１であり、及びｙは０．８〜１．２である）の膜を形成することを含み、
基材が、２種又はそれよりも多い種類のガーネット物質の固溶体から本質的に構成される単結晶物質であり、基材が、（ＢｉＥｕ）３（Ｆｅ５−ｙ（ＧａｘＡｌ１−ｘ）ｙ）Ｏ１２の格子定数の０．００４オングストローム内の格子定数を持つことを特徴とする物品の製造方法。
【請求項２】
ｘが１であり、及び基材の格子定数が１２．５３〜１２．５５５オングストロームである請求項１記載の方法。
【請求項３】
基材が実質的に均質な組成物からなる請求項１記載の方法。
【請求項４】
基材が、ガドリニウムスカンジウムガリウムガーネット及びガドリニウムスカンジウムアルミニウムガーネットの固溶体、又はガドリニウムスカンジウムガリウムガーネット及びテルビウムスカンジウムガリウムガーネットの固溶体から本質的になる請求項１記載の方法。
【請求項５】
膜が、少なくとも室温で、絶対値において、１００Ｇ未満の飽和磁化を示すように、ｙが選定される請求項１記載の方法。
【請求項６】
膜が、−４０℃〜＋８５℃の操作温度範囲にわたり、膜の主要表面の法線に対して平行に印加される磁場において、実質的に矩形の磁化ループ、絶対値において、１００Ｇ未満の飽和磁化、絶対値において、飽和磁化よりも高いスイッチング場を示す請求項５記載の方法。
【請求項７】
膜が、操作温度範囲にわたり、絶対値において、少なくとも２００Ｏｅのスイッチング場、及び少なくとも室温で、絶対値において、少なくとも５００Ｏｅのスイッチング場を示す請求項６記載の方法。
【請求項８】
膜が、操作温度範囲にわたり、絶対値において、５００Ｏｅ又はそれよりも高いスイッチング場を示す請求項７記載の方法。
【請求項９】
さらに、次の工程：
膜を処理しチップを形成すること、及び
少なくとも１種のチップを装置中に組み込むこと
を含む請求項１記載の方法。
【請求項１０】
格子定数が、（ＢｉＥｕ）３（Ｆｅ５−ｙ（ＧａｘＡｌ１−ｘ）ｙ）Ｏ１２の格子定数の０．００２オングストローム内である請求項１記載の方法。
【請求項１１】
物品を製造する方法であって、次の工程：
基材を提供すること、及び
基材上に（ＢｉＥｕ）３（Ｆｅ５−ｙ（ＧａｘＡｌ１−ｘ）ｙ）Ｏ１２（式中、ｘが０〜１であり、及びｙが０．８〜１．２である）の膜を形成すること
を含み、
基材が、ガドリニウムスカンジウムガリウムガーネット及びガドリニウムスカンジウムアルミニウムガーネットの固溶体、又はガドリニウムスカンジウムガリウムガーネット及びテルビウムスカンジウムガリウムガーネットの固溶体から本質的になる単結晶物質であることを特徴とする物品の製造方法。
【請求項１２】
ｘが１である請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
基材の格子定数が１２．５３〜１２．５５５オングストロームである請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
基材が実質的に均質な組成物からなる請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
膜が、少なくとも室温で、絶対値において、１００Ｇ未満の飽和磁化を示すように、ｙが選定される請求項１１記載の方法。
【請求項１６】
膜が、−４０℃〜＋８５℃の操作温度範囲にわたり、膜の主要表面の法線に対して平行に印加される磁場において、実質的に矩形の磁化ループ、絶対値において、１００Ｇ未満の飽和磁化、絶対値において、飽和磁化よりも高いスイッチング場を示す請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
膜が、操作温度範囲にわたり、絶対値において、少なくとも２００Ｏｅのスイッチング場、及び少なくとも室温で、絶対値において、少なくとも５００Ｏｅのスイッチング場を示す請求項１３記載の方法。
【請求項１８】
膜が、操作温度範囲にわたり、絶対値において、５００Ｏｅ又はそれよりも高いスイッチング場を示す請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
さらに、次の工程：
膜を処理しチップを形成すること、及び
少なくとも１種のチップを装置中に組み込むこと
を含む請求項１１記載の方法。
【請求項２０】
物品であって、請求項１に従う膜を含むことを特徴とする物品。
【請求項２１】
物品であって、請求項４に従う膜を含むことを特徴とする物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権
本出願は、2001年10月5日付け出願の米国仮出願連続番号第60/327415号からの優先権を主張する。
発明の背景
発明の分野
本発明は、アイソレータ、サーキュレータ及びインタリーバのような光学装置における適用性を有する磁気光学ガーネット物質に関する。
【背景技術】
【０００２】
関連技術の記載
共に与えられた米国特許第5,608,570号及び第5,801,875号明細書は、その開示を参照して本明細書に組み込むが、ファラデー回転子の適用のために有用な磁気光学ガーネット物質を開示する。そこに議論されるように、開示された材料は、実質的に矩形の磁化ループ、有用な操作温度範囲にわたる比較的低い飽和磁化、及び少なくとも室温で比較的高いスイッチング場を包含する非常に望ましい磁気特性を示す。（図１はこれらの材料の特性を代表する）。これらの材料は、磁気的に飽和させた(すなわち、単一磁区)状態にとどまるそれらの能力のため、一般に、ラッチングガーネット物質と称される。但し、上記特許に開示されたガーネット物質は、比較的広い温度範囲にわたりラッチされて残るそれらの能力、及び“ハード”ラッチされるそれらの能力のため、特に有利な特性を示す。
【０００３】
（本明細書で用いるように：磁化ループは印加磁場に対する磁化の曲線であり；磁化ループは、磁化逆転の幅が良くて10 Oeである場合、“実質的に矩形”であり；磁化ループの“スイッチング場”(Hs)は、磁化がゼロを経る印加磁場であり(Hsは通常の磁化ループの保磁場-Hcに対応し；“ハードラッチング”は少なくとも室温で500 Oe又はそれよりも大きなスイッチング場を意味する。)
【特許文献１】
米国特許第5,608,570号明細書
【特許文献２】
米国特許第5,801,875号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許の物質は優秀な特性を示すが、物質並びに物質の製造方法及び物質が組み込まれる物品の製造方法における改善は常に望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
発明の概要
本発明は、高性能のラッチング磁気光学ガーネット物質の製造における改善に関する。高ユウロピウムの磁気光学ガーネットが、アイソレータ、サーキュレータ及びインタリーバのような装置において優れた特性を与えることが確認された。なお、例えば、通常の、適合する組成物のガーネット基材上では、(BiEu)3(FeGa)5O12の形成は困難であり、これは磁気光学ガーネット及びかかる通常の基材の間の不良な格子点一致のためである。本発明はこの問題に対処する。
【０００６】
本発明は、物品を製造するための方法を包含し、この方法は、基材を提供する工程、及び基材上に(BiEu)3(Fe5-y(GaxAl1-x)y)O12の膜を形成する工程を含み、式中、ｘは０〜１であり、及びｙは0.8〜1.2である（概して、膜が室温で＜100 Gの飽和磁化を示すように選定されるｙを有する）。本発明の１種の局面によれば、基材は２種又はそれよりも多い種類のガーネット物質の固溶体から本質的に構成される単結晶物質であり、基材は(BiEu)3(Fe5-y(GaxAl1-x)y)O12の格子定数の0.004オングストローム内、有利には0.002オングストローム内、更に有利には0.001オングストローム内の格子定数を持つ。２種又はそれよりも多い種類のガーネットの固溶体、例えば、２種の適合するガーネットの組成物を用いることにより、受け入れ可能な格子定数を達成させることができる。他の局面では、基材は、ガドリニウムスカンジウムガリウムガーネット及びガドリニウムスカンジウムアルミニウムガーネットの固溶体、又はガドリニウムスカンジウムガリウムガーネット及びテルビウムスカンジウムガリウムガーネットの固溶体から本質的になる単結晶物質である。これらの組合せは、適切な組成比において、望ましい、高Eu磁気光学ガーネットの形成を促進する格子定数を提供することができる。
【０００７】
上記式のガーネットで、ｘが１であるものは、非常に望ましい磁気特性を提供する傾向がある。但し、アルミニウムの含有は、いくつかの場合に有用であり、それは、小量のアルミニウムでさえ可能性のある基材物質の範囲を広げる程度に格子定数を改変することができるからである。
【０００８】
図面の簡単な説明
図１は、米国特許第5,608,570号及び5,801,875号明細書に開示された種類のラッチングガーネット物質の特性を代表する。
図２はイットリウム鉄ガーネットでの飽和磁化の温度依存におけるガリウムドーピングの効果を示す。
図３は、天然及び軽希土類を含有する純粋な鉄ガーネットの飽和磁化、４πMsの温度依存を示す。
図４は、希土類がTb、Ho、及びYbである希土類鉄ガーネットについての飽和磁化の温度依存を示す。
図５はBi1.2Eu1.8Fe4Ga1O12についての理論的な飽和磁化曲線を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
発明の詳細な記載
希土類鉄ガーネット、RIG-{RE}3[Fe]2(Fe)3O12はフェリ磁性である。八面体及び四面体位は、１つのFe3+イオンの正味の（ネット）モーメントを提供する部位の数における相違で互いに反強磁性的にカップリングされる。ガーネットの正味磁化は
Ms(T) = ｜±Mc(T)-Ma(T)+Md(T)｜によって与えられ、
式中、Mc(T)、Ma(T)及びMd(T)は、それぞれ、十二面体、八面体及び四面体の部分格子の温度依存部分格子磁化である。絶対値を適用するが、これは、物質の磁化が、通常、陽性であるだけと考えられるからである。CGSの磁気単位(ガウス)が用いられる場合、物質の飽和磁化は４πMsである。
【００１０】
鉄の(四面体及び八面体)位でのドーピングを典型的に用い、ガーネット、特に、プロトタイプ組成物のイットリウム鉄ガーネット(YIG-Y3Fe5O12)においての飽和磁化を変え、これは、非磁気十二面体イオン(Mc(T)=0)を持つ。反磁性イオンGa及びAlは、四面体位についての強い置換型選択(substitutional preference)を持ち、及び従って鉄に置換されて飽和磁化を減らすことができる。この部位選択は、温度に伴ってエントロピ的に変化するが、典型的な膜の成長温度で、式単位のGaにつき〜1.3原子が要求され、ゼロ飽和磁化を有する補償されたY3Fe3.7Ga1.3O12を生成する(効果的に反強磁性体)。反磁性置換基が鉄格子を弱めるので、それらはまた、ガーネットのキュリー温度を幾分か減少させる。Bi:YIGの磁気特性(飽和磁化、4πMs及びキュリー温度、Tc)における四面体Gaドーピングの効果を以下の表Ｉに与える。〔V. J. Fratello(フラテロ)等の「J. Appl. Phys. 60」、718(1986年)参照〕。(また、ガリウムドーピングも格子定数をわずかに減少させる)。ガリウムドーピングが飽和磁化を減少させるのに要求される一方、それはまた、キュリー温度をできるだけ高く維持するために比較的低く保つべきであることが、これらのデータから明らかである。このガリウムドーピングの効果は、温度に対する飽和磁化を示す図２に反映される。〔また、「Handbook of Microwave Ferrite Materials（マイクロウェーブフェライト材料の手引）」、W. H. von Aulock(フォン・オウロック)編、Academic Press（アカデミック・プレス社）1965年、pp. 70-73、86、153、163、174参照〕。
【００１１】
【表１】
2005506689.tif 000002
【００１２】
鉄についてのアルミニウム置換は、同様に働くが、四面体位についてのわずかに少ない選択を持ち、従ってそれは、飽和磁化の減少において式単位当たりの効果が少なく、キュリー温度を減少させるためのより一層大きな傾向を持つ(「Handbook of Microwave Ferrite Materials、以下」参照)。しかし、アルミニウムは、ガリウムが行うよりも格子変数を更に減らす利点を有する。
【００１３】
鉄モーメントへの希土類c-格子のカップリングは、複雑であり、及び４種の異なった場合を包含する：
・Y、La、Sm及びLuのような、正味角モーメントを有さないイオンは、c-格子に十分な磁化をもたらさない。若干のわずかな変動があるかもしれず、その理由はイオン寸法の変動が鉄格子におけるカップリングを変えるからである。〔「Handbook of Microwave Ferrite Materials、以下」；S. Geller（ゲラー）の、「Physics of Magnetic Garnets（磁気ガーネットの物理学）」、A. Paoletti（パオレッティ）編、North-Holland(北ホラント社)、1978年、pp. 9-22；及びJ. Smit（スミット）及びH. P. J. Wijn(ウィン)、「フェライト」、Wiley (ワイリー社)、1959年、pp. 212-15参照。〕
【００１４】
・軽希土類(Ce〜Pm)は半分未満でしか満たされないf-殻を持つ。結果として、それらのc-格子モーメントは四面体格子と強磁性的に協調し、及び飽和磁化に対する比例したポシティブな貢献(contribution)を提供する。天然及び軽希土類を含有する純粋な鉄ガーネットの飽和磁化、4πMsの温度依存を、図３によって示す。(「Handbook of Microwave Ferrite Materials」、及びS. Geller、「以下」参照)。
【００１５】
・重希土類(Gd〜Yb)は、半分よりも多く満たされるf-殻を有し；結果として、それらのモーメントは四面体鉄格子に対して反強磁性的に協調する。これらのイオンのスピン角モーメントの大きな値は、希土類貢献を低温で極めて大きくさせるが、鉄格子に対する弱いカップリングは、c-格子磁化をおよそ1/T としての温度で鋭く変化させる。この貢献は低温で飽和磁化を支配するが、c-位の貢献が正味の鉄格子貢献のバランスを正確にとるキュリー温度未満の若干の温度で磁気補償(ゼロに等しい飽和磁化)をもたらす高温ではごく僅かである。温度依存希土類モーメントの大きさは、Gdについて最も高く、及び重希土類を通じて着実に減少する。Tb、Ho及びYbについての曲線を図４において示す。この1/T貢献の相対的強度は、以下の表において示されるように、室温でRIG及びYIG飽和磁化の間の相違から判断することができる。〔P. Hansen(ハンセン)等の、Landolt-Bornstein New Series, Group III(ランドルト−ボーンスタインの新シリーズ、グループIII)、Vol. 12, Part a、「Garnets and Perovskites(ガーネット及びペロブスカイト)」、K-H. Hellwege(ヘルウェーゲ)編、Springer-Verlag(シュプリンガー出版社)、1978年、pp. 22-23；「Handbook of Microwave Ferrite Materials」；S. Geller、「以下」；及びJ. Smit及びH. P. J. Wijn、「以下」参照〕。
【００１６】
【表２】
2005506689.tif 000003
【００１７】
・米国特許第5,801,875号明細書に記載のように、Euは変則的な場合であり、その理由は、その最初の励起された状態が低エネルギーを持ち、及びかなりを占めるからである。これは、四面体磁化によって、これに比例して与えられ、及び著しく反強磁性的に四面体磁化にカップリングされるc-格子磁化をもたらす。〔W. P. Wolf(ヴォルフ)及びJ. H Van Vleck(ヴァン・ヴレック)、「Phys. Rev.、118」、1490(1960年)参照〕。これは図３において見ることができる。これは、Euが飽和磁化の独特に低い温度依存を持つため、特に興味深い。
【００１８】
したがって、Euにおける高い組成は、望ましくは、(BiEu)3(FeGa)5O12のようなもの、又は、より一層更に具体的には、Bi1.2Eu1.8Fe4Ga1O12である。この後者の物質についての理論的な飽和磁化曲線を図５に示す。かかる組成物は、非常に望ましく、上記特許に開示されたガーネットのものよりも良くない場合には、類似する磁気特性を示す。特に、この組成物の膜は、膜の主要表面の法線に対し平行に印加された磁場において、実質的に矩形の磁化ループを、絶対値で、100 G未満の飽和磁化と共に、及び絶対値で飽和磁化よりも高いスイッチング場を示す。これらの条件は、操作温度範囲、典型的に、-40℃〜+85℃にわたって満たされる。さらに、スイッチング場は、絶対値で、この温度範囲にわたって少なくとも200 Oeが有利であり、その温度範囲において少なくとも500 Oeがより一層有利である。典型的に、スイッチング場は、絶対値において、少なくとも室温で、500 Oeであるか又はそれよりも高い。
【００１９】
ファラデー回転子のための磁気光学ガーネット物質の膜を成長させるには、概して、格子一致させた基材が要求され、液相エピタクシー(LPE)を行う。さらに、その後のLPEのための高度に均質な基材を持つように、この技術における当業者は一致溶融する基材物質を求める。現在用いられる基材はカルシウム--マグネシウム-ジルコニウム置換ガドリニウムガリウムガーネット(CMZ:GGG)であり、その組成は(Gd2.68Ca0.32)(Ga4.04Mg0.32Zr0.64)O12であり、及びそれは12.498オングストロームの格子定数を持つ(種々の文献源はこの格子定数がどこでも12.494〜12.499オングストロームまでであると示している)。しかし、格子不一致のため、かかる基材上に(BiEu)3(FeGa)5O12を成長させるのは困難である。例えば、以下の表IIIにおける格子定数を参照。
【００２０】
【表３】
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【００２１】
したがって、十分な収率を達成するために、代わりの基材物質が要求される。本発明によれば、Eu含有ガーネット物質を固溶体ガーネット物質の基材上に形成し、基材は、単結晶であり、有利には、実質的に均質な組成物であり、及び概して非磁気である。(実質的に均質な組成物は、基材を採取するブールが、成長したブールの直径全部にわたって、頂上から底部まで0.002オングストローム内の格子定数の均等性を持つことを示す)。適合する化合物の固溶体が、概して、２種又はそれよりも多くの種類のガーネット物質の相対的な割合の制御によって達成される望ましい格子定数で用いられる。例えば、(BiEu)3(FeGa)5O12の膜を形成するために、単結晶の、12.53〜12.555オングストロームの格子定数を持つガーネット固溶体基材を用いるのが好ましい。
【００２２】
本発明に従い、(BiEu)3(Fe5-y(GaxAl1-x)y)O12の磁気光学ガーネット物質(式中、ｘは０〜１であり、ｙは0.8〜1.2である)の膜を、ガーネット固溶体基材上に形成することを意図するが、ガーネット固溶体基材は、物質の格子定数の0.004オングストローム内の格子定数を、有利には、0.002内、より一層有利には、0.001内の格子定数を持つ。より一層良好な磁気特性は、アルミニウムフリーの物質を用いて達成され、それは高性能光学装置のために有利である。しかし、アルミニウムは、格子定数に対するいくつかの付加的な調節が許されるいくつかの場合に有用であり、それもまた、より一層広範な群の基材物質を用いられるようにすることができる。
【００２３】
高Eu組成物を形成するための適切な基材の例は、GSGG-GSAG、適合する化合物ガドリニウムスカンジウムガリウムガーネット及びガドリニウムスカンジウムアルミニウムガーネットの固溶体、及びGSGG-TSGG、適合する化合物ガドリニウムスカンジウムガリウムガーネット及びテルビウムスカンジウムガリウムガーネットの固溶体である。〔これらのガーネット物質の議論については、V. J. Fratello、C. D. Brandle(ブランドル)及びA. J. Valentino(バレンチノ)の、「J. Cryst. Growth、80」、26(1987年)；米国特許第4,802,180号明細書；C. D. Brandle及びR. L. Barns(バーンズ)の、「J. Cryst. Growth、20」、1(1973年)；及びS. Yu. Zinov'ev(ユー．ジノブイエフ)、L. I. Krutova(クルトヴァ)、S. V. Ulanova(ウラノヴァ)及びV. B. Glushkova(グルシコワ)の、「Zhurnal Prikladnoi Khimii（ツルナール・プリクラドノイ・クイミイ）、62」、2589(1989年)参照〕。
【００２４】
GSGG-GSAGは、異なる寸法の２種の3+陽イオンの間のガーネット四面体位上を主とする固溶体である。90%のGSGG及び10%のGSAGの固溶体は、例えば、LPEによりBi1.2Eu1.8Fe4Ga1O12の成長のために有用な格子定数の基材を生産する。
【００２５】
GSGG-TSGGは、非常に似た化学的挙動を有する２種の隣接する希土類の間のガーネット十二面体位上の固溶体である。62.5%のGSGG及び37.5%のTSGGの固溶体は、例えば、LPEによりBi1.2Eu1.8Fe4Ga1O12の成長のために有用な格子定数の基材を生産する。
【００２６】
磁気光学ガーネット膜を、概して、良く知られた方法であるLPEによって基材上に形成する。LPEの後、光学装置中に組み込むのに適する磁気光学ガーネット膜を達成するための典型的な処理工程には、基材及び磁気光学ガーネット膜を四角形のスラブに分けること、基材を除去すること(典型的には、機械的技術を用いて)、支えのない得られたガーネット膜を重ね合わせること及び磨くこと、磨かれた膜を反射防止被膜で被覆すること、及びスラブをチップにダイスカットすることが含まれる。次いで、チップが装置に受け入れられることを確実にするために、種々の点検及び試験を行う。チップを装置操作のために必要とされる単一ドメイン状態に磁化する。次いで、磁気光学ガーネットチップを、アイソレータ、サーキュレータ又はインタリーバのような装置中に組み込み、そこで、ファラデー回転を提供するそれらの能力が、光学系の性能に貢献することができる。
【００２７】
GSGG-TSGG及びGSGG-GSAG基材を、次のように、慣習的なCzochralski(チョクラルスキー)成長技術を用いて形成することができる。出発材料は99.99%の純粋か又はより一層良好なものである。Gd2O3、Sc2O3、及びGa2O3の粉末は８時間1100℃で乾燥する。
【００２８】
GSGG-TSGGのために、157.2gのGd2O3、92.1gのTb4O7、59.4gのSc2O3及び141.2gのGa2O3を混合し、及び12000psiで圧縮する。装入試料を2"直径×2"深さのIridium(イリジウム)るつぼにおいて溶解する。溶解物に、<111>方位GSGG-TSGGシードを接種する。ブールを3mm/hrの速度で引っ張り、及び15〜40rpmで回転させる。得られる結晶は312gの最終的な重量を有し直径で約28mmである。成長の雰囲気は1.8%のO2である。次いで、基材を結晶から切り取ることができる。
【００２９】
GSGG-GSAGのために、253.8gのGd2O3、62.1gのSc2O3、及び127.0gのGa203を一緒に混合し、及び12000psiで圧縮する。装入試料を7.1gのAl2O3単結晶片と共に2"直径×2"深さのIridiumるつぼに添加する(また、Al2O3粉末を用い、及びは上記のように残部と混合することができる)。溶解物に、<111>方位GSGG-GSAGシードを接種する。ブールを3mm/hrの速度で引っ張り、及び40rpmで回転させる。得られる結晶は350gの最終的な重量を有し直径約28mmである。成長の雰囲気は1.8%のO2である。次いで、基材を結晶から切り取ることができる。
【００３０】
(BiEu)3(FeGa)5O12膜を、次のようにして、かかる基材上に形成することができる。関連する金属の商業的に入手できる酸化物(99.99%の純度又はより一層良好なもの)を秤量し、混合し、溶解し及びプラチナるつぼ中でかき混ぜる。成長方法は米国特許第5,608,570号及び第5,801,875号明細書に記述されているのと実質的に同じであり、それに応じて組成物を調節する。〔厚膜ガーネット物質の液相エピタクシーのための技術は、例えば、V. J. Fratello及びR. Wolfe(ウォルフ)の、「Handbook of Thin Film Devices(薄膜装置の手引)」、Vol. 4：Magnetic Thin Film Devices(磁気薄膜装置)、M. H. Francombe(フランコンベ)及びJ. D. Adam(アダム)編、Academic Press、2000年、pp. 93-141に見出せる〕。850℃での平衡が達成された後、溶解物をその飽和温度未満に冷却する。基材との接触によって成長を開始させ、その結果として１方の側面のみを濡れさせる。成長の間、基材を〜40rpmで回転させ、及び成長の間の溶解物の撹拌を改善するために、回転方向を周期的(1〜5回転)に逆転させることができる。所望の厚さ(典型的に100μｍより上)が達成された後、エピタクシー的に成長した磁気ガーネット層を有する基材を溶解物から引き出し、フラックスを分離し、及び組合せを室温にまで冷却させる。得られるガーネットウェファを11.5X11.5mmのスラブに分ける。これらのスラブのそれぞれについて、基材を機械的手段によって取り除き、及び支えのない磁気ガーネット膜を重ね合わせ、所望の厚さにまで研磨し、及び機械的及び化学機械的技術の組合せによって仕上る。スラブを反射防止被膜で被覆し、詳細について試験し、及び装置アセンブリのための良質な端を維持するダイスカット法によって、適切寸法のチップにまで賽の目状に切断する(例えば、1mmX1mmの破片)。概して、チップは、光学的欠陥及び端部欠けについての目視検査にかけられる。光学的アイソレータ、又はサーキュレータやインタリーバのような他の非相互(ノンレシプロカル)光学装置における組込みのための4000 Oeを超える磁場においての装置操作に必要な単一ドメイン状態にまで、チップを磁化する。
【００３１】
本発明の他の具体化は、本明細書に開示してある本発明の詳細及び実施の考察から、その技術の当業者に明白である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】米国特許に開示されたガーネット物質の特性を代表するグラフである。
【図２】飽和磁化の温度依存におけるガリウムドーピング効果を示すグラフである。
【図３】希土類含有の純粋な鉄ガーネットの飽和磁化の温度依存を示すグラフである。
【図４】希土類Tb、Ho及びYb鉄ガーネットの飽和磁化の温度依存を示すグラフである。
【図５】Bi1.2Eu1.8Fe4Ga1O12についての理論的飽和磁化曲線を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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