(57)【要約】      （修正有）【課題】液相エピタキシャル成長法により育成されるガーネット単結晶膜にクラックが入り難い良質な非磁性ガーネット基板の提供。【解決手段】面方位が｛１１１｝、厚さが６２５±１０μｍである基板を波長５２０ｎｍの光で測定した式ｄ（Ｎｅ−Ｎｏ）[ｄは基板の厚さ＝６２５±１０μｍ、Ｎｅは異常光に対する屈折率、Ｎｏは常光に対する屈折率］で定義されるリターデーションの面内分布における最大値が１０ｎｍ以下である非磁性ガーネット基板。前記基板は内部の残留歪が極めて少ないため育成されるガーネット単結晶膜にクラックが入り難い効果を有する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
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育成する際に用いられる非磁性ガーネット基板において、
その面方位が｛１１１｝、厚さが６２５±１０μｍである基板を、波長５２０ｎｍの光で測定した下記式（１）で定義されるリターデーションの面内分布における最大値が１０ｎｍ以下であることを特徴とする非磁性ガーネット基板。
リターデーション  ：  ｄ（Ｎｅ−Ｎｏ）………式（１）
［但し、式（１）中、ｄは上記基板（異方性物質）の厚さ＝６２５±１０μｍ、Ｎｅは異常光に対する屈折率、Ｎｏは常光に対する屈折率である］
【請求項２】
組成が(ＧｄＣａ)3(ＧａＭｇＺｒ)5Ｏ12で表されることを特徴とする請求項１に記載の非磁性ガーネット基板。
【請求項３】
結晶引き上げ法によって育成された単結晶インゴットを、１６００℃〜１６７０℃の大気雰囲気下において通算８０時間以上保持し、引き続き３０時間以上かけて室温まで冷却するアニール処理を施した後、切断して得られていることを特徴とする請求項１または２に記載の非磁性ガーネット基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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育成する際に用いられる非磁性ガーネット基板に係り、特に、非磁性ガーネット基板上に育成されるガーネット単結晶膜にクラックが発生し難い非磁性ガーネット基板の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光通信に利用されている半導体レーザーやレーザー加工等に利用されている固体レーザー等は、レーザー共振器外部の光学面や加工面で反射された光がレーザー素子に戻ってくるとレーザー発振が不安定になる。発振が不安定になると、光通信の場合には信号ノイズとなり、加工用レーザーの場合はレーザー素子が破壊されてしまうことがある。
【０００３】
このため、このような反射戻り光がレーザー素子に戻らないように遮断するため光アイソレータが使用される。
【０００４】
上記光アイソレータに使用されるファラデー回転子の材料として、従来、置換型ガドリニウム・ガリウム・ガーネット型単結晶（ＳＧＧＧ）を基板とし、この基板上に液相エピタキシャル成長させたガーネット単結晶膜が知られている（非特許文献１参照）。
【０００５】
尚、上記置換型ガドリニウム・ガリウム・ガーネット型単結晶（ＳＧＧＧ）とは、その組成が(ＧｄＣａ)3(ＧａＭｇＺｒ)5Ｏ12で表される単結晶を意味する。
【０００６】
ところで、上記置換型ガドリニウム・ガリウム・ガーネット型単結晶（ＳＧＧＧ）基板の内部に結晶育成時における残留歪が存在した場合、ＳＧＧＧ基板上に液相エピタキシャル成長させたガーネット単結晶膜にクラックが発生し易い欠点があり、このガーネット単結晶膜から作られたファラデー回転子を組み込んだ光アイソレータにおいてはその消光比が劣化する問題が存在した。
【０００７】
そこで、特許文献１および特許文献２において、消光比３５ｄＢ以上のＳＧＧＧ基板を用いたガーネット単結晶膜の育成方法が提案されている。消光比３５ｄＢ以上のＳＧＧＧ基板を用いた場合、ＳＧＧＧ基板の内部に歪がほとんど存在しないため、上記クラックの発生が抑制されると特許文献１および特許文献２に記載されている。尚、特許文献１および特許文献２において、上記基板は改良されたチョコラルスキー法（例えば、ガーネット単結晶の捻じれ等を防止した育成法）で得られると記載されている。
【０００８】
しかし、特許文献１および特許文献２の記載に反し、消光比３５ｄＢ以上のＳＧＧＧ基板を用いた場合でも、ＳＧＧＧ基板内部に残留する歪に起因してガーネット単結晶膜にクラックが入り易く、ガーネット単結晶膜の収率を低下させ、材料損失を発生させるという問題が依然として存在した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特公平８−５７５５号公報
【特許文献２】特公平８−５７５６号公報
【特許文献３】特開２０１２−２２４５１６号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】D. Mateika, R. Laurien, Ch. Rusche, J. Crystal Growth 56 (1982) 677
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明はこのような問題点に着目してなされたもので、その課題とするところは、ガーネット単結晶膜にクラックが入り難いＳＧＧＧ基板（すなわち、非磁性ガーネット基板）の新たな歪評価指標を提供すると共に、ガーネット単結晶膜にクラックが入り難い良質な非磁性ガーネット基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため本発明者が鋭意検討した結果、特許文献１と特許文献２に記載された歪評価指標とは相違する新たな歪評価指標を用いた場合、上記課題が解決されることを見出すに至った。
【００１３】
すなわち、本発明者が見出した非磁性ガーネット基板における新たな歪評価指標は、非磁性ガーネット基板におけるリターデーションの面内分布を測定し、測定したリターデーションの面内分布における最大値が１０ｎｍ以下である条件を満たした非磁性ガーネット基板を、液相エピタキシャル成長法によりガーネット単結晶膜を育成する際の非磁性ガーネット基板に適用するものである。尚、上記リターデーション（retardation）は下記式（１）で定義され、また、位相差は下記式（２）で定義される。
リターデーション  ：  ｄ（Ｎｅ−Ｎｏ）………式（１）
位相差  ：  ２πｄ（Ｎｅ−Ｎｏ）／λ…………式（２）
［但し、式(１)(２)中、ｄは上記基板（異方性物質）の厚さ、Ｎｅは異常光に対する屈折率、Ｎｏは常光に対する屈折率、λは測定光の波長である］
【００１４】
そして、本発明においては、波長５２０ｎｍを測定光とし、面方位が｛１１１｝、厚さが６２５±１０μｍである非磁性ガーネット基板を測定対象としている。
【００１５】
すなわち、請求項１に係る発明は、
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育成する際に用いられる非磁性ガーネット基板において、
その面方位が｛１１１｝、厚さが６２５±１０μｍである基板を、波長５２０ｎｍの光で測定した下記式（１）で定義されるリターデーションの面内分布における最大値が１０ｎｍ以下であることを特徴とし、
リターデーション  ：  ｄ（Ｎｅ−Ｎｏ）………式（１）
［但し、式（１）中、ｄは上記基板（異方性物質）の厚さ＝６２５±１０μｍ、Ｎｅは異常光に対する屈折率、Ｎｏは常光に対する屈折率である］
請求項２に係る発明は、
請求項１に記載の非磁性ガーネット基板において、
組成が(ＧｄＣａ)3(ＧａＭｇＺｒ)5Ｏ12で表されることを特徴とする。
【００１６】
尚、上記式(１)(２)から、測定光の波長λと基板の厚さｄが異なる場合には、測定されるリターデーションの数値も相違する。しかし、異なる測定光に起因した異なるリターデーションの値を示す場合でも、該基板の面方位が｛１１１｝、厚さが６２５±１０μｍである要件を満たす非磁性ガーネット基板を、波長５２０ｎｍの光で測定したリターデーションの面内分布における最大値が１０ｎｍ以下である場合には、該非磁性ガーネット基板は本発明の技術的範囲に当然のことながら含まれる。
【００１７】
また、本発明に係る非磁性ガーネット基板は、結晶引き上げ法によって育成された単結晶インゴットを、１６００℃〜１６７０℃の大気雰囲気下において通算８０時間以上保持し、引き続き３０時間以上かけて室温まで冷却するアニール処理を施した後、切断して得られたものである。尚、上記アニール処理の温度が１６８０℃を超えた場合、単結晶表面が分解するため１６７０℃を上限としている。
【００１８】
すなわち、請求項３に係る発明は、
請求項１または２に記載の非磁性ガーネット基板において、
結晶引き上げ法によって育成された単結晶インゴットを、１６００℃〜１６７０℃の大気雰囲気下において通算８０時間以上保持し、引き続き３０時間以上かけて室温まで冷却するアニール処理を施した後、切断して得られていることを特徴とする。
【００１９】
そして、本発明に係る非磁性ガーネット基板（ＳＧＧＧ単結晶基板）を用いた場合、該基板上に成長させるガーネット単結晶膜のクラックを確実に抑制することができる。
【００２０】
上記クラックは、非磁性ガーネット基板（ＳＧＧＧ単結晶基板）と基板上に成長させるガーネット単結晶膜との格子定数差により生じる応力に、非磁性ガーネット基板（ＳＧＧＧ単結晶基板）の残留歪が重畳されることが原因になっている。そして、非磁性ガーネット基板（ＳＧＧＧ単結晶基板）の残留歪は、結晶育成時における「熱歪」、および、結晶育成時における「ファセット成長」による構成元素の不均一分布に起因すると考えられており、上記「ファセット成長」に起因する残留歪については、特許文献３に記載された育成途中で固液界面形状を凸から平坦に反転する操作により低減することができ、「熱歪」に起因する残留歪の低減を上記アニール処理により本発明は達成している。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る非磁性ガーネット基板は、
その面方位が｛１１１｝、厚さが６２５±１０μｍである基板を、波長５２０ｎｍの光で測定した下記式（１）で定義されるリターデーションの面内分布における最大値が１０ｎｍ以下であることを特徴としている。
リターデーション  ：  ｄ（Ｎｅ−Ｎｏ）………式（１）
［但し、式（１）中、ｄは上記基板（異方性物質）の厚さ＝６２５±１０μｍ、Ｎｅは異常光に対する屈折率、Ｎｏは常光に対する屈折率である］
【００２２】
そして、リターデーションに係る上記要件を満たした非磁性ガーネット基板は、基板内部の残留歪が極めて少ないことから、基板上にガーネット単結晶膜を成長させてもクラックの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】結晶引き上げ法によるガーネット単結晶インゴットの育成装置の概略構成を示す説明図。
【図２】育成されたガーネット単結晶インゴットの結晶トップ部と結晶ボトム部を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００２５】
結晶引き上げ法によるガーネット単結晶インゴットの育成装置の概略構成について図１に示す。実施の形態に係るガーネット単結晶インゴットの育成装置は、公知のチョクラルスキー法によりガーネット単結晶を育成するための育成炉１を備えている。育成炉１の構造を簡単に説明すると、育成炉１は、筒状チャンバー２とその内側に設置された高周波コイル１０を具備している。尚、育成炉１の寸法は、育成する単結晶の大きさに依存するが、一例として、直径０．６ｍ、高さ１ｍ程度である。
【００２６】
また、上記育成炉１内には、開口部（図示せず）が２箇所設けられており、不活性ガス、好適にはアルゴンガスが給排され、結晶育成時において筒状チャンバー２内は不活性ガスで満たされる。尚、図示しないが、育成炉１内には、ルツボ８の底部下側に温度を計測する温度計が設置されている。
【００２７】
上記高周波コイル１０は銅管で形成され、制御部（図示せず）を通じて投入電力が制御され、イリジウム製ルツボ８が高周波加熱されて温度調節がなされる。また、高周波コイル１０の内側には断熱材３が配置され、断熱材３によって囲まれてホットゾーン５が形成される。高周波コイル１０への投入電力量を制御することにより、ホットゾーン５内の上下方向に温度勾配が形成される。上記断熱材３は高融点耐火物を用いて形成される。
【００２８】
上記ルツボ８はカップ状に形成され、底部の断熱材上に保持されている。ルツボ８の上部には、種結晶と育成された結晶を保持しかつ引き上げるための引上げ軸４が設けられ、引上げ軸４は軸線周りに回転される。
【００２９】
そして、ルツボ８内にガーネット単結晶の原料を収納し、かつ、育成炉１内の高周波コイル１０内にルツボ８を配置すると共に、高周波コイル１０により加熱して原料を融解し、その後、融液９に種結晶６を浸けて徐々に温度を下げ、同時に引上げ軸４を徐々に引き上げることにより種結晶６下側の融液９を順次結晶化させ、更に、高周波コイル１０への投入電力を調整して所望直径の単結晶インゴット７の育成が可能となる。このとき上記特許文献３に記載された「ファセット成長」に伴う歪の発生を抑制するため界面反転操作を行い、界面形状を凸から平坦にしている。尚、単結晶育成にかかる一連の温度モニターは、ルツボ８の底下側に設置した温度計で測定することにより行われる。
【００３０】
育成されたガーネット単結晶インゴットは育成炉１から取出し、「熱歪」を除去するためのアニール処理を行なってから、規格に合わせた厚さを有する非磁性ガーネット基板（ＳＧＧＧ単結晶基板）に加工する。
【００３１】
その後、液相エピタキシャル法により、磁気光学効果を有しファラデー回転子の材料となる(ＹｂＴｂＢｉ)3Ｆｅ5Ｏ12等のガーネット単結晶膜を、非磁性ガーネット基板（ＳＧＧＧ単結晶基板）上に成長させる。すなわち、ガーネット単結晶膜の組成に応じた原料の所定量をフラックス成分と共にルツボに仕込み、約１０００℃に昇温して融解させた後、過冷却温度の８００〜９５０℃に保持しながら非磁性ガーネット基板（ＳＧＧＧ単結晶基板）上にガーネット単結晶膜を成長させる。
【００３２】
このとき、フォトニックスラティス社製「２次元複屈折評価システムＰＡ−１１０（測定光の波長５２０ｎｍ）」で測定した非磁性ガーネット基板（ＳＧＧＧ単結晶基板）のリターデーション面内分布における最大値が１０ｎｍよりも小さい場合、非磁性ガーネット基板（ＳＧＧＧ単結晶基板）上に成長させたガーネット単結晶膜が上記基板ごと割れることなく、ファラデー回転子の材料となるガーネット単結晶膜が高収率で得られる。
【実施例】
【００３３】
以下、本発明の実施例について具体的に説明する。
【００３４】
［実施例１］
組成式：(ＧｄＣａ)3(ＧａＭｇＺｒ)5Ｏ12で表されるガーネット単結晶の原料として、純度９９．９９％以上のＧｄ2Ｏ3、Ｇａ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＭｇＯ、および、ＣａＣＯ3を用い、特許文献３に記載された「ファセット成長」に伴う歪の発生を抑制する界面反転操作を行いながら上述の結晶引き上げ法によりガーネット単結晶インゴットを育成した。
【００３５】
得られたガーネット単結晶インゴットを１６００℃の大気雰囲気下において４０時間保持し、１６時間かけて室温まで冷却した後、再び１６００℃の大気雰囲気下において４０時間保持し、３０時間かけて室温まで冷却する「アニール処理」を施してガーネット単結晶インゴット内部の「熱歪」を除去し、図２に示す直径７６ｍｍの処理済みガーネット単結晶インゴットを得た。尚、図２中、符号１１は結晶トップ部、符号１２は結晶ボトム部をそれぞれ示している。
【００３６】
次に、処理済みガーネット単結晶インゴットを切断して面方位が｛１１１｝でかつ厚さが６２５±１０μｍである複数枚の非磁性ガーネット基板（ＳＧＧＧ単結晶基板）を得た後、上記結晶トップ部１１から得られた非磁性ガーネット基板（ＳＧＧＧ単結晶基板）のリターデーションを上記フォトニックスラティス社製「２次元複屈折評価システムＰＡ−１１０（測定光の波長５２０ｎｍ）」を用い測定したところ、リターデーションの面内分布における最大値が９．５ｎｍ（すなわち、最大値が１０ｎｍ以下）であった。
【００３７】
更に、結晶トップ部１１から得られた上記非磁性ガーネット基板（ＳＧＧＧ単結晶基板）の消光比について、レーザー波長１０６０ｎｍ、ビーム径０．６ｍｍφ、出力０．４ｍＷで測定したところ、消光比の面内分布は４２〜４９ｄＢ（すなわち、特許文献１と特許文献２に記載された消光比３５ｄＢ以上の要件を満たしている）であった。
【００３８】
次に、エピタキシャル膜として成長させるガーネット単結晶膜の構成元素を含む酸化物Ｂｉ2Ｏ3、Ｔｂ4Ｏ7、Ｙｂ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、および、フラックスとしてＰｂＯ、Ｂ2Ｏ3を、所定量、白金ルツボに投入し、１１００℃に昇温して融解させた後、この原料融液から液相エピタキシャル法により（ＹｂＴｂＢｉ）3Ｆｅ5Ｏ12で示される酸化物ガーネット単結晶膜を、同一育成ロット（同一のガーネット単結晶インゴット）から採取した６枚の非磁性ガーネット基板（ＳＧＧＧ単結晶基板）上にそれぞれ成長させた。
【００３９】
そして、目視観察および顕微鏡観察によって各非磁性ガーネット基板（ＳＧＧＧ単結晶基板）と酸化物ガーネット単結晶膜にクラックや細かい割れ等がないことを確認した。
【００４０】
その後、１１ｍｍ角のチップに切出したところ、９１％の収率を得た。
【００４１】
［実施例２］
実施例１と同一条件によりガーネット単結晶インゴットを育成した。
【００４２】
得られたガーネット単結晶インゴットを１６００℃の大気雰囲気下において８０時間保持し、３０時間かけて室温まで冷却する「アニール処理」を施してガーネット単結晶インゴット内部の「熱歪」を除去し、図２に示す直径７６ｍｍの処理済みガーネット単結晶インゴットを得た。
【００４３】
次に、処理済みガーネット単結晶インゴットを切断して面方位が｛１１１｝でかつ厚さが６２５±１０μｍである複数枚の非磁性ガーネット基板（ＳＧＧＧ単結晶基板）を得た後、上記結晶トップ部１１から得られた非磁性ガーネット基板（ＳＧＧＧ単結晶基板）のリターデーションを上記フォトニックスラティス社製「２次元複屈折評価システムＰＡ−１１０（測定光の波長５２０ｎｍ）」を用い測定したところ、リターデーションの面内分布における最大値が１０．０ｎｍ（すなわち、最大値が１０ｎｍ以下）であった。
【００４４】
更に、結晶トップ部１１から得られた上記非磁性ガーネット基板（ＳＧＧＧ単結晶基板）の消光比について、レーザー波長１０６０ｎｍ、ビーム径０．６ｍｍφ、出力０．４ｍＷで測定したところ、消光比の面内分布は４５〜４９ｄＢ（すなわち、特許文献１と特許文献２に記載された消光比３５ｄＢ以上の要件を満たしている）であった。
【００４５】
次に、エピタキシャル膜として成長させるガーネット単結晶膜の構成元素を含む酸化物Ｂｉ2Ｏ3、Ｔｂ4Ｏ7、Ｙｂ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、および、フラックスとしてＰｂＯ、Ｂ2Ｏ3を、所定量、白金ルツボに投入し、１１００℃に昇温して融解させた後、この原料融液から液相エピタキシャル法により（ＹｂＴｂＢｉ）3Ｆｅ5Ｏ12で示される酸化物ガーネット単結晶膜を、同一育成ロット（同一のガーネット単結晶インゴット）から採取した４枚の非磁性ガーネット基板（ＳＧＧＧ単結晶基板）上にそれぞれ成長させた。
【００４６】
そして、目視観察および顕微鏡観察によって各非磁性ガーネット基板（ＳＧＧＧ単結晶基板）と酸化物ガーネット単結晶膜にクラックや細かい割れ等がないことを確認した。
【００４７】
その後、１１ｍｍ角のチップに切出したところ、８６％の収率を得た。
【００４８】
［比較例１］
実施例１と同一条件によりガーネット単結晶インゴットを育成した。
【００４９】
得られたガーネット単結晶インゴットを１５００℃（１６００℃〜１６７０℃の条件を満たしていない）の大気雰囲気下において８０時間保持し、３０時間かけて室温まで冷却する「アニール処理」を施してガーネット単結晶インゴット内部の「熱歪」を除去し、図２に示す直径７６ｍｍの処理済みガーネット単結晶インゴットを得た。
【００５０】
次に、処理済みガーネット単結晶インゴットを切断して面方位が｛１１１｝でかつ厚さが６２５±１０μｍである複数枚の非磁性ガーネット基板（ＳＧＧＧ単結晶基板）を得た後、上記結晶トップ部１１から得られた非磁性ガーネット基板（ＳＧＧＧ単結晶基板）のリターデーションを上記フォトニックスラティス社製「２次元複屈折評価システムＰＡ−１１０（測定光の波長５２０ｎｍ）」を用い測定したところ、リターデーションの面内分布における最大値が１５．４ｎｍ（最大値が１０ｎｍ以下の要件を満たしていない）であった。
【００５１】
更に、結晶トップ部１１から得られた上記非磁性ガーネット基板（ＳＧＧＧ単結晶基板）の消光比について、レーザー波長１０６０ｎｍ、ビーム径０．６ｍｍφ、出力０．４ｍＷで測定したところ、消光比の面内分布は４３〜４９ｄＢ（すなわち、特許文献１と特許文献２に記載された消光比３５ｄＢ以上の要件を満たしている）であった。
【００５２】
次に、エピタキシャル膜として成長させるガーネット単結晶膜の構成元素を含む酸化物Ｂｉ2Ｏ3、Ｔｂ4Ｏ7、Ｙｂ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、および、フラックスとしてＰｂＯ、Ｂ2Ｏ3を、所定量、白金ルツボに投入し、１１００℃に昇温して融解させた後、この原料融液から液相エピタキシャル法により（ＹｂＴｂＢｉ）3Ｆｅ5Ｏ12で示される酸化物ガーネット単結晶膜を、同一育成ロット（同一のガーネット単結晶インゴット）から採取した３枚の非磁性ガーネット基板（ＳＧＧＧ単結晶基板）上にそれぞれ成長させた。
【００５３】
その結果、１枚の酸化物ガーネット単結晶膜にクラックが入り、酸化物ガーネット単結晶膜からチップを採取できなかった。また、残り２枚についても目視観察および顕微鏡観察によって非磁性ガーネット基板（ＳＧＧＧ単結晶基板）と酸化物ガーネット単結晶膜にクラックや細かい割れ等が確認された。
【００５４】
その後、１１ｍｍ角のチップに切出したところ、５８％の収率を得た。
【００５５】
すなわち、特許文献１と特許文献２に記載された消光比３５ｄＢ以上の要件を満たしているにも拘わらず、ＳＧＧＧ単結晶基板内部に残留する歪に起因してガーネット単結晶膜にクラックが入り易く、ガーネット単結晶膜の収率を低下させ、材料損失を発生させるという問題が依然として存在することが確認された。
【００５６】
［比較例２］
実施例１と同一条件によりガーネット単結晶インゴットを育成した。
【００５７】
得られたガーネット単結晶インゴットを１６００℃の大気雰囲気下において４０時間保持（８０時間以上保持する条件を満たしていない）し、１６時間（３０時間以上の条件を満たしていない）かけて室温まで冷却する「アニール処理」を施してガーネット単結晶インゴット内部の「熱歪」を除去し、図２に示す直径７６ｍｍの処理済みガーネット単結晶インゴットを得た。
【００５８】
次に、処理済みガーネット単結晶インゴットを切断して面方位が｛１１１｝でかつ厚さが６２５±１０μｍである複数枚の非磁性ガーネット基板（ＳＧＧＧ単結晶基板）を得た後、上記結晶トップ部１１から得られた非磁性ガーネット基板（ＳＧＧＧ単結晶基板）のリターデーションを上記フォトニックスラティス社製「２次元複屈折評価システムＰＡ−１１０（測定光の波長５２０ｎｍ）」を用い測定したところ、リターデーションの面内分布における最大値が１２．３ｎｍ（最大値が１０ｎｍ以下の要件を満たしていない）であった。
【００５９】
更に、結晶トップ部１１から得られた上記非磁性ガーネット基板（ＳＧＧＧ単結晶基板）の消光比について、レーザー波長１０６０ｎｍ、ビーム径０．６ｍｍφ、出力０．４ｍＷで測定したところ、消光比の面内分布は３９〜４９ｄＢ（すなわち、特許文献１と特許文献２に記載された消光比３５ｄＢ以上の要件を満たしている）であった。
【００６０】
次に、エピタキシャル膜として成長させるガーネット単結晶膜の構成元素を含む酸化物Ｂｉ2Ｏ3、Ｔｂ4Ｏ7、Ｙｂ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、および、フラックスとしてＰｂＯ、Ｂ2Ｏ3を、所定量、白金ルツボに投入し、１１００℃に昇温して融解させた後、この原料融液から液相エピタキシャル法により（ＹｂＴｂＢｉ）3Ｆｅ5Ｏ12で示される酸化物ガーネット単結晶膜を、同一育成ロット（同一のガーネット単結晶インゴット）から採取した１３枚の非磁性ガーネット基板（ＳＧＧＧ単結晶基板）上にそれぞれ成長させた。
【００６１】
その結果、１枚の酸化物ガーネット単結晶膜にクラックが入り、酸化物ガーネット単結晶膜からチップを採取できなかった。また、残り１２枚の内の複数枚についても目視観察および顕微鏡観察によって非磁性ガーネット基板（ＳＧＧＧ単結晶基板）と酸化物ガーネット単結晶膜にクラックや細かい割れ等が確認された。
【００６２】
その後、１１ｍｍ角のチップに切出したところ、６４％の収率を得た。
【００６３】
すなわち、特許文献１と特許文献２に記載された消光比３５ｄＢ以上の要件を満たしているにも拘わらず、ＳＧＧＧ単結晶基板内部に残留する歪に起因してガーネット単結晶膜にクラックが入り易く、ガーネット単結晶膜の収率を低下させ、材料損失を発生させるという問題が依然として存在することが確認された。
【００６４】
［比較例３］
実施例１と同一条件によりガーネット単結晶インゴットを育成した。
【００６５】
得られたガーネット単結晶インゴットを１６００℃の大気雰囲気下において７５時間保持（８０時間以上保持する条件を満たしていない）し、３０時間かけて室温まで冷却する「アニール処理」を施してガーネット単結晶インゴット内部の「熱歪」を除去し、図２に示す直径７６ｍｍの処理済みガーネット単結晶インゴットを得た。
【００６６】
次に、処理済みガーネット単結晶インゴットを切断して面方位が｛１１１｝でかつ厚さが６２５±１０μｍである複数枚の非磁性ガーネット基板（ＳＧＧＧ単結晶基板）を得た後、上記結晶トップ部１１から得られた非磁性ガーネット基板（ＳＧＧＧ単結晶基板）のリターデーションを上記フォトニックスラティス社製「２次元複屈折評価システムＰＡ−１１０（測定光の波長５２０ｎｍ）」を用い測定したところ、リターデーションの面内分布における最大値が１３．１ｎｍ（最大値が１０ｎｍ以下の要件を満たしていない）であった。
【００６７】
更に、結晶トップ部１１から得られた上記非磁性ガーネット基板（ＳＧＧＧ単結晶基板）の消光比について、レーザー波長１０６０ｎｍ、ビーム径０．６ｍｍφ、出力０．４ｍＷで測定したところ、消光比の面内分布は４１〜４９ｄＢ（すなわち、特許文献１と特許文献２に記載された消光比３５ｄＢ以上の要件を満たしている）であった。
【００６８】
次に、エピタキシャル膜として成長させるガーネット単結晶膜の構成元素を含む酸化物Ｂｉ2Ｏ3、Ｔｂ4Ｏ7、Ｙｂ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、および、フラックスとしてＰｂＯ、Ｂ2Ｏ3を、所定量、白金ルツボに投入し、１１００℃に昇温して融解させた後、この原料融液から液相エピタキシャル法により（ＹｂＴｂＢｉ）3Ｆｅ5Ｏ12で示される酸化物ガーネット単結晶膜を、同一育成ロット（同一のガーネット単結晶インゴット）から採取した１３枚の非磁性ガーネット基板（ＳＧＧＧ単結晶基板）上にそれぞれ成長させた。
【００６９】
その結果、１３枚の内の複数枚について、目視観察および顕微鏡観察によって非磁性ガーネット基板（ＳＧＧＧ単結晶基板）と酸化物ガーネット単結晶膜にクラックや細かい割れ等が確認された。
【００７０】
その後、１１ｍｍ角のチップに切出したところ、６８％の収率を得た。
【００７１】
すなわち、特許文献１と特許文献２に記載された消光比３５ｄＢ以上の要件を満たしているにも拘わらず、ＳＧＧＧ単結晶基板内部に残留する歪に起因してガーネット単結晶膜にクラックが入り易く、ガーネット単結晶膜の収率を低下させ、材料損失を発生させるという問題が依然として存在することが確認された。
【００７２】
［比較例４］
実施例１と同一条件によりガーネット単結晶インゴットを育成した。
【００７３】
得られたガーネット単結晶インゴットを１６００℃の大気雰囲気下において８０時間保持し、２５時間（３０時間以上の条件を満たしていない）かけて室温まで冷却する「アニール処理」を施してガーネット単結晶インゴット内部の「熱歪」を除去し、図２に示す直径７６ｍｍの処理済みガーネット単結晶インゴットを得た。
【００７４】
次に、処理済みガーネット単結晶インゴットを切断して面方位が｛１１１｝でかつ厚さが６２５±１０μｍである複数枚の非磁性ガーネット基板（ＳＧＧＧ単結晶基板）を得た後、上記結晶トップ部１１から得られた非磁性ガーネット基板（ＳＧＧＧ単結晶基板）のリターデーションを上記フォトニックスラティス社製「２次元複屈折評価システムＰＡ−１１０（測定光の波長５２０ｎｍ）」を用い測定したところ、リターデーションの面内分布における最大値が１３．１ｎｍ（最大値が１０ｎｍ以下の要件を満たしていない）であった。
【００７５】
更に、結晶トップ部１１から得られた上記非磁性ガーネット基板（ＳＧＧＧ単結晶基板）の消光比について、レーザー波長１０６０ｎｍ、ビーム径０．６ｍｍφ、出力０．４ｍＷで測定したところ、消光比の面内分布は４１〜４９ｄＢ（すなわち、特許文献１と特許文献２に記載された消光比３５ｄＢ以上の要件を満たしている）であった。
【００７６】
次に、エピタキシャル膜として成長させるガーネット単結晶膜の構成元素を含む酸化物Ｂｉ2Ｏ3、Ｔｂ4Ｏ7、Ｙｂ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、および、フラックスとしてＰｂＯ、Ｂ2Ｏ3を、所定量、白金ルツボに投入し、１１００℃に昇温して融解させた後、この原料融液から液相エピタキシャル法により（ＹｂＴｂＢｉ）3Ｆｅ5Ｏ12で示される酸化物ガーネット単結晶膜を、同一育成ロット（同一のガーネット単結晶インゴット）から採取した１３枚の非磁性ガーネット基板（ＳＧＧＧ単結晶基板）上にそれぞれ成長させた。
【００７７】
その結果、１３枚の内の複数枚について目視観察および顕微鏡観察によって非磁性ガーネット基板（ＳＧＧＧ単結晶基板）と酸化物ガーネット単結晶膜にクラックや細かい割れ等が確認された。
【００７８】
その後、１１ｍｍ角のチップに切出したところ、７１％の収率を得た。
【００７９】
すなわち、特許文献１と特許文献２に記載された消光比３５ｄＢ以上の要件を満たしているにも拘わらず、ＳＧＧＧ単結晶基板内部に残留する歪に起因してガーネット単結晶膜にクラックが入り易く、ガーネット単結晶膜の収率を低下させ、材料損失を発生させるという問題が依然として存在することが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
面方位が｛１１１｝、厚さが６２５±１０μｍである基板を、波長５２０ｎｍの光で測定したリターデーションの面内分布における最大値が１０ｎｍ以下である本発明に係る非磁性ガーネット基板によれば、この基板上にガーネット単結晶膜を成長させてもクラック等の発生が抑制されるため、光アイソレータ用ファラデー回転子に使用されるガーネット単結晶膜を育成する際に非磁性ガーネット基板として利用される産業上の利用可能性を有している。
【符号の説明】
【００８１】
１  育成炉
２  筒状チャンバー
３  断熱材
４  引上げ軸
５  ホットゾーン
６  種結晶
７  単結晶インゴット
８  ルツボ
９  融液
１０  高周波コイル
１１  結晶トップ部
１２  結晶ボトム部
【図１】
2015134700.tif 000002
【図２】
2015134700.tif 000003