(57)【要約】【課題】縞状欠陥がきわめて少ないＹｂＴｂＢｉＦｅ系磁性ガーネット膜及びそれが高収率で得られる製造方法を提供する。【解決手段】ＰｂＯ、Ｂｉ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３及びＦｅ２Ｏ３を含む融液を用いて、ガーネット基板上に液相エピタキシャル成長法によって磁性ガーネット膜を育成する方法であって、前記ガーネット基板の格子定数は、１．２４９０〜１．２５１５ｎｍであり、かつ、融液中のモル比は、下記の４つの要件を満たすことを特徴とするＹｂＴｂＢｉＦｅ系磁性ガーネット膜の製造方法などによって提供。１７．５≦［Ｆｅ２Ｏ３］／（［Ｙｂ２Ｏ３］＋［Ｔｂ２Ｏ３］）≦２５０．１３≦［Ｆｅ２Ｏ３］＋［Ｙｂ２Ｏ３］＋［Ｔｂ２Ｏ３］≦０．１４５０．０７２≦［Ｙｂ２Ｏ３］／［Ｔｂ２Ｏ３］≦０．０７６４０≦［Ｂｉ２Ｏ３］／（［Ｙｂ２Ｏ３］＋［Ｔｂ２Ｏ３］）≦５０【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰｂＯ、Ｂｉ２Ｏ３及びＢ２Ｏ３を含む融剤にＹｂ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３及びＦｅ２Ｏ３を含む溶質成分を溶解させて作製した融液を用いて、ガーネット基板上に液相エピタキシャル成長法によってＹｂＴｂＢｉＦｅ系磁性ガーネット膜を育成する方法であって、
前記ガーネット基板の格子定数は、１．２４９０〜１．２５１５ｎｍであり、かつ、前記融液の各成分のモル比は、下記の４つの要件を満たすことを特徴とするＹｂＴｂＢｉＦｅ系磁性ガーネット膜の製造方法。
１７．５≦［Ｆｅ２Ｏ３］／（［Ｙｂ２Ｏ３］＋［Ｔｂ２Ｏ３］）≦２５
０．１３≦［Ｆｅ２Ｏ３］＋［Ｙｂ２Ｏ３］＋［Ｔｂ２Ｏ３］≦０．１４５
０．０７２≦［Ｙｂ２Ｏ３］／［Ｔｂ２Ｏ３］≦０．０７６
４０≦［Ｂｉ２Ｏ３］／（［Ｙｂ２Ｏ３］＋［Ｔｂ２Ｏ３］）≦５０
（但し、式中、［Ｆｅ２Ｏ３］、［Ｙｂ２Ｏ３］、［Ｔｂ２Ｏ３］、［Ｂｉ２Ｏ３］は、融液中の全成分に対するそれぞれの成分のモル比を表す。）
【請求項２】
前記融剤の各成分のモル比は、下記の２つの要件を満たすことを特徴とする請求項１に記載のＹｂＴｂＢｉＦｅ系磁性ガーネット膜の製造方法。
１．５０≦［ＰｂＯ］／［Ｂｉ２Ｏ３］≦１．５４
５．０≦［ＰｂＯ］／［Ｂ２Ｏ３］≦５．２
（但し、式中、［ＰｂＯ］、［Ｂｉ２Ｏ３］、［Ｂ２Ｏ３］は、融液中の全成分に対するそれぞれの成分のモル比を表す。）
【請求項３】
請求項１又は２に記載の製造方法により得られるＹｂＴｂＢｉＦｅ系磁性ガーネット膜。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＹｂＴｂＢｉＦｅ系磁性ガーネット膜とその製造方法に関し、さらに詳しくは、液相エピタキシャル成長法で育成された、縞状欠陥がきわめて少ないＹｂＴｂＢｉＦｅ系磁性ガーネット膜及びそれが高収率で得られる製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＹｂＴｂＢｉＦｅ系磁性ガーネット膜は、Ｙｂ、Ｔｂ、Ｂｉ及びＦｅを主成分とする一般式（Ｙｂ、Ｔｂ、Ｂｉ）３Ｆｅ５Ｏ１２で表される磁性ガーネット結晶である。前記磁性ガーネット結晶は、ファラデー回転効果を有し、この効果を利用した光アイソレータ、光サーキュレータ又は光スイッチ等にファラデー回転子として用いられる。
【０００３】
近年、光ファイバ通信や光計測はめざましい発展をしている。この光ファイバ通信や光計測の光源には、半導体レーザが使用されている。しかし、半導体レーザは、伝送路の途中に設けられている光スイッチ、光ファイバケーブル、コネクタ等の部品から反射し、再び半導体レーザに戻ってくる反射戻り光があると、発振が不安定となったり、あるいは停止する状態となる。そのため半導体レーザの出射側に光アイソレータを設けて、反射戻り光を遮断し、半導体レーザの発振を安定化させることが行われている。ファラデー回転子は、前記光アイソレータの主要な機能を担っている。
【０００４】
上記光ファイバ通信や光計測においてファラデー回転子として用いられる磁性ガーネット膜には、主に、生産性に優れた液相エピタキシャル成長法（以下、ＬＰＥ法と呼称する場合がある。）で育成された、大きなファラデー回転効果を有する一般式（Ｒ、Ｂｉ）３（Ｆｅ、Ｇａ、Ａｌ）５Ｏ１２（但し、Ｒは希土類元素）で表されるいわゆるビスマス置換型磁性ガーネット結晶が使用される。前記磁性ガーネット膜の希土類元素としては、Ｔｂ、Ｇｄ、Ｙｂ、Ｈｏ、Ｅｒ，Ｔｍ，Ｄｙ等が用いられる。この中で、特に大きなファラデー回転効果を有する、Ｙｂ、Ｔｂ、Ｂｉ及びＦｅを主成分とする一般式（Ｙｂ、Ｔｂ、Ｂｉ）３Ｆｅ５Ｏ１２で表されるＹｂＴｂＢｉＦｅ系磁性ガーネット膜が広く用いられている。
【０００５】
ＬＰＥ法による上記ビスマス置換型希土類鉄磁性ガーネット膜の一般的な製造方法は、以下のように行われる（例えば、特許文献１参照）。
すなわち、最初に、酸化鉛（ＰｂＯ）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）及び酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）等の融剤と、希土類酸化物（Ｒ２Ｏ３）、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）等の溶質成分とを混合し、白金製坩堝に入れる。ついで、これを高温度に加熱し、溶質成分を完全に溶解させて育成用の融液とする。その後、融液温度を若干降下させ、過飽和状態を実現する。次に、過飽和状態となった融液に、ガーネット基板を浸漬して、該基板上に所定組成のガーネット結晶を所定の厚さにエピタキシャル成長させる。ここで、融剤のうち、Ｂｉ２Ｏ３はガーネット結晶の希土類元素サイトへの置換元素としての役割を担う。また、融剤のＰｂＯ、坩堝の白金も少量であるがガーネット結晶へ混入する。
【０００６】
以上のような従来の方法によって、ビスマス置換型磁性ガーネット膜を製造した場合、得られた磁性ガーネットのエピタキシャル膜に縞状欠陥と呼ばれる円周状の亀裂が多発するという問題があった。縞状欠陥の模式図を図１に示す。この縞状欠陥による外観上の不良の発生や加工での歩留まりの大幅低下は、磁性ガーネット膜として解決すべき重要な課題であった。なお、縞状欠陥の発生は、エピタキシャル成長中の種々の原因による結晶欠陥によるものと考えられる。この解決策として、エピタキシャル成長での融液の成分材料、成長温度及び基板材料の検討がなされているが根本的な解決策が得られていない。以上の状況から、縞状欠陥がきわめて少ないビスマス置換型磁性ガーネット膜を液相エピタキシャル成長法で製造する方法が望まれている。
【０００７】
なお、本明細書中では、融液の組成の表示について以下のような記号を用いて説明することとする。
［Ｆｅ２Ｏ３］、［Ｙｂ２Ｏ３］、［Ｔｂ２Ｏ３］、［ＰｂＯ］、［Ｂｉ２Ｏ３］、［Ｂ２Ｏ３］は、融液中の全成分に対するそれぞれの成分のモル比を表す。そこで、［Ｆｅ２Ｏ３］／（［Ｙｂ２Ｏ３］＋［Ｙｂ２Ｏ３］）は、成分Ｆｅ２Ｏ３と、成分Ｙｂ２Ｏ３及びＹｂ２Ｏ３の合量とのモル比を、［Ｆｅ２Ｏ３］＋［Ｙｂ２Ｏ３］＋［Ｔｂ２Ｏ３］は、成分Ｆｅ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３及びＹｂ２Ｏ３のモル比の合計を表す。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−７５７３２号公報（第１頁、第２頁）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記の従来技術の問題点に鑑み、液相エピタキシャル成長法で育成された、縞状欠陥がきわめて少ないＹｂＴｂＢｉＦｅ系磁性ガーネット膜及びそれが高収率で得られる製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成するために、ガーネット基板上に液相エピタキシャル成長法によって磁性ガーネット膜を育成する方法について、鋭意研究を重ねた結果、溶質成分及び融剤を特定の組成比とした融液を用いて、特定の格子定数のガーネット基板上にガーネット膜を育成したところ、縞状欠陥がきわめて少ないＹｂＴｂＢｉＦｅ系磁性ガーネット膜が高収率で得られることを見出し、本発明を完成した。
【００１１】
すなわち、本発明の第１の発明によれば、ＰｂＯ、Ｂｉ２Ｏ３及びＢ２Ｏ３を含む融剤にＹｂ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３及びＦｅ２Ｏ３を含む溶質成分を溶解させて作製した融液を用いて、ガーネット基板上に液相エピタキシャル成長法によってＹｂＴｂＢｉＦｅ系磁性ガーネット膜を育成する方法であって、前記ガーネット基板の格子定数は、１．２４９０〜１．２５１５ｎｍであり、かつ、前記融液の各成分のモル比は、下記の４つの要件を満たすことを特徴とするＹｂＴｂＢｉＦｅ系磁性ガーネット膜の製造方法が提供される。
１７．５≦［Ｆｅ２Ｏ３］／（［Ｙｂ２Ｏ３］＋［Ｔｂ２Ｏ３］）≦２５
０．１３≦［Ｆｅ２Ｏ３］＋［Ｙｂ２Ｏ３］＋［Ｔｂ２Ｏ３］≦０．１４５
０．０７２≦［Ｙｂ２Ｏ３］／［Ｔｂ２Ｏ３］≦０．０７６
４０≦［Ｂｉ２Ｏ３］／（［Ｙｂ２Ｏ３］＋［Ｔｂ２Ｏ３］）≦５０
【００１２】
また、本発明の第２の発明によれば、第１の発明において、前記融剤の各成分のモル比は、下記の２つの要件を満たすことを特徴とする請求項１に記載のＹｂＴｂＢｉＦｅ系磁性ガーネット膜の製造方法が提供される。
１．５０≦［ＰｂＯ］／［Ｂｉ２Ｏ３］≦１．５４
５．０≦［ＰｂＯ］／［Ｂ２Ｏ３］≦５．２
【００１３】
また、本発明の第３の発明によれば、第１又は２の発明の製造方法により得られるＹｂＴｂＢｉＦｅ系磁性ガーネット膜が提供される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のＹｂＴｂＢｉＦｅ系磁性ガーネット膜とその製造方法を詳細に説明する。
１．製造方法
本発明に係るＹｂＴｂＢｉＦｅ系磁性ガーネット膜の製造方法は、ＰｂＯ、Ｂｉ２Ｏ３及びＢ２Ｏ３を含む融剤にＹｂ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３及びＦｅ２Ｏ３を含む溶質成分を溶解させて作製した融液を用いて、ガーネット基板上に液相エピタキシャル成長法によってＹｂＴｂＢｉＦｅ系磁性ガーネット膜を育成する方法であって、前記ガーネット基板の格子定数は、１．２４９０〜１．２５１５ｎｍであり、かつ、前記融液の各成分のモル比は、下記の４つの要件を満たすことを含む。
１７．５≦［Ｆｅ２Ｏ３］／（［Ｙｂ２Ｏ３］＋［Ｔｂ２Ｏ３］）≦２５
０．１３≦［Ｆｅ２Ｏ３］＋［Ｙｂ２Ｏ３］＋［Ｔｂ２Ｏ３］≦０．１４５
０．０７２≦［Ｙｂ２Ｏ３］／［Ｔｂ２Ｏ３］≦０．０７６
４０≦［Ｂｉ２Ｏ３］／（［Ｙｂ２Ｏ３］＋［Ｔｂ２Ｏ３］）≦５０
【００１５】
（１）処理工程
本発明の製造方法では、特定の格子定数のガーネット基板と特定の組成の融液を用いる以外の処理工程は、公知の製造方法を用いることができる。本発明の製造方法の一例を、融液を調製する工程とガーネット膜のエピタキシャル成長を行う工程にわけて以下に説明する。
【００１６】
▲１▼融液を調製する工程
ＰｂＯ、Ｂｉ２Ｏ３及びＢ２Ｏ３を含む融剤成分と、Ｙｂ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３及びＦｅ２Ｏ３等の溶質成分とを所定量秤量して混合し、白金製坩堝に入れる。これを加熱炉中で８００〜９５０℃に加熱し、溶質成分を完全に溶解させて、育成用の特定組成の融液を得る。
【００１７】
▲２▼ガーネット膜のエピタキシャル成長を行う工程
上記で調製した融液の温度を若干降下させ、その温度で溶質成分が過飽和に含まれた状態にする。次に、過飽和状態となった融液に、特定の格子定数のガーネット基板（例えば、直径７５ｍｍ）を回転させながらその片面のみを浸漬して、該基板上に過飽和となった溶質成分を析出させる。溶液温度を１時間当たり０．６℃の割合で降下させつつ、所定時間継続して、所定組成のガーネット結晶を所定の厚さにエピタキシャル成長させ、ＹｂＴｂＢｉＦｅ系磁性ガーネット結晶のエピタキシャル膜を得る。
【００１８】
上記の製造方法によって得られたエピタキシャル膜は、加熱炉から取り出され冷却された後、付着した融液成分が洗浄除去される。その後、切断と研磨処理による厚さ調整によって、所定の大きさと厚みの磁性ガーネット膜となる。この際、必要によっては研磨により基板部分の除去も行える。
【００１９】
（２）ガーネット基板
本発明の製造方法では、格子定数が１．２４９０〜１．２５１５ｎｍであるガーネット基板を用いる。前記範囲の格子定数のガーネット基板を用いることが、本発明のＹｂＴｂＢｉＦｅ系磁性ガーネット膜との格子定数の整合性を得るために重要である。すなわち、ＹｂＴｂＢｉＦｅ系磁性ガーネット膜のファラデー回転効果の大きさは、磁性ガーネット膜を構成する各成分元素の組成で変化し、それに伴いその格子定数も変化する。そこで、本発明の製造方法においては、ファラデー回転効果等の目標とする結晶品質を実現できる成分組成を有する磁性ガーネット膜の格子定数に整合する、格子定数が１．２４９０〜１．２５１５ｎｍのガーネット基板を用いることが不可欠である。
【００２０】
一般に、液相エピタキシャル成長法で用いられるガーネット基板としては、Ｇｄ３Ｇａ５Ｏ１２基板（格子定数１．２３８ｎｍ）、（Ｇｄ、Ｃａ）３（Ｇａ、Ｍｇ、Ｚｒ）５Ｏ１２基板（格子定数１．２４９８ｎｍ）、Ｎｄ３Ｇａ５Ｏ１２基板（格子定数１．２５０９ｎｍ）、（Ｇｄ、Ｓｃ）３Ｇａ５Ｏ１２基板（格子定数１．２５６ｎｍ）等が実用されているが、本発明では、例えば（Ｇｄ、Ｃａ）３（Ｇａ、Ｍｇ、Ｚｒ）５Ｏ１２基板（格子定数１．２４９８ｎｍ）及びＮｄ３Ｇａ５Ｏ１２基板（格子定数１．２５０９ｎｍ）が用いられる。
【００２１】
（３）融液
、本発明の製造方法で用いる融液の組成は、融液の各成分のモル比が以下の四つの式を満たすように調製される。
１７．５≦［Ｆｅ２Ｏ３］／（［Ｙｂ２Ｏ３］＋［Ｔｂ２Ｏ３］）≦２５
０．１３≦［Ｆｅ２Ｏ３］＋［Ｙｂ２Ｏ３］＋［Ｔｂ２Ｏ３］≦０．１４５
０．０７２≦［Ｙｂ２Ｏ３］／［Ｔｂ２Ｏ３］≦０．０７６
４０≦［Ｂｉ２Ｏ３］／（［Ｙｂ２Ｏ３］＋［Ｔｂ２Ｏ３］）≦５０
上記のように、融液中の溶質成分及び融剤を特定のモル比とした融液を用いて、磁性ガーネット膜を育成することが重要である。
【００２２】
すなわち、液相エピタキシャル成長法で育成される磁性ガーネット膜の格子定数は融液の組成比によって決まる。この組成比が適切でない場合には、育成された磁性ガーネットの格子定数は、用いた基板の格子定数と一致しない。そこで、融液中の［Ｆｅ２Ｏ３］／（［Ｙｂ２Ｏ３］＋［Ｔｂ２Ｏ３］）、［Ｆｅ２Ｏ３］＋［Ｙｂ２Ｏ３］＋［Ｔｂ２Ｏ３］、［Ｙｂ２Ｏ３］／［Ｔｂ２Ｏ３］、及び［Ｂｉ２Ｏ３］／（［Ｙｂ２Ｏ３］＋［Ｔｂ２Ｏ３］）が、本発明の範囲から外れると、育成された磁性ガーネット膜と用いた基板との格子定数の不一致がおこり、それが縞状欠陥を生じる原因ともなる。
【００２３】
上記融液中の［Ｆｅ２Ｏ３］／（［Ｙｂ２Ｏ３］＋［Ｔｂ２Ｏ３］）は、１７．５〜２５に調製される。図２に、格子定数１．２４９７±０．０００５ｎｍのガーネット基板を用いて、［Ｆｅ２Ｏ３］／（［Ｙｂ２Ｏ３］＋［Ｔｂ２Ｏ３］）を変えて得たＹｂＴｂＢｉＦｅ系磁性ガーネット膜において、融液中の［Ｆｅ２Ｏ３］／（［Ｙｂ２Ｏ３］＋［Ｔｂ２Ｏ３］）と磁性ガーネット膜の縞状欠陥発生の関係を示す。図２より、［Ｆｅ２Ｏ３］／（［Ｙｂ２Ｏ３］＋［Ｔｂ２Ｏ３］）の値が１７．５未満では、縞状欠陥が発生し、それによって良質の磁性ガーネット膜の収率低下を引き起こすことが分る。しかしながら、［Ｆｅ２Ｏ３］／（［Ｙｂ２Ｏ３］＋［Ｔｂ２Ｏ３］）の値が２５を超えると、磁性ガーネットの成長速度が遅くなり生産性を低下させる傾向がある。したがって、融液中の［Ｆｅ２Ｏ３］／（［Ｙｂ２Ｏ３］＋［Ｔｂ２Ｏ３］）が１７．５〜２５の範囲になるように調製すれば、成長速度が低下することなく、しかも縞状欠陥が発生しない。
【００２４】
上記融液中の［Ｆｅ２Ｏ３］＋［Ｙｂ２Ｏ３］＋［Ｔｂ２Ｏ３］は、０．１３〜０．１４５に調製される。すなわち、０．１３未満では成長速度が低下し、またこの範囲から外れると、縞状欠陥を生じる原因となる。
上記融液中の［Ｙｂ２Ｏ３］／［Ｔｂ２Ｏ３］は、０．０７２〜０．０７６に、また上記融液中の［Ｂｉ２Ｏ３］／（［Ｙｂ２Ｏ３］＋［Ｔｂ２Ｏ３］）は、４０〜５０に調製される。すなわち、この範囲から外れると、縞状欠陥を生じる原因となる。
【００２５】
本発明の製造方法で用いる融液中の融剤の組成は、特に限定されるものではなく、融液の融点、磁性ガーネット膜の目標組成等から決められるが、この中で、特に、溶質成分であるＦｅ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、及びＴｂ２Ｏ３の溶解及び析出が良好に行われる、融剤の各成分が以下の二つの式を満たす範囲であることが好ましい。
１．５０≦［ＰｂＯ］／［Ｂｉ２Ｏ３］≦１．５４
５．０≦［ＰｂＯ］／［Ｂ２Ｏ３］≦５．２
なお、融液中の融剤の合計モル比（［ＰｂＯ］＋［Ｂｉ２Ｏ３］＋［Ｂ２Ｏ３］）は、上記の融液中の溶質成分の合計モル比（［Ｆｅ２Ｏ３］＋［Ｙｂ２Ｏ３］＋［Ｔｂ２Ｏ３］）から算出される０．９５５〜０．９７の範囲である。
【００２６】
本発明の製造方法で用いるＰｂＯ、Ｂｉ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３及びＦｅ２Ｏ３等の性状は、特に限定されるものではなく、本発明の製造方法によって得られる磁性ガーネット膜としての特性に影響を及ぼさない純度及び形態の工業薬品が用いられる。
以上の製造方法によって、縞状欠陥がきわめて少ないＹｂＴｂＢｉＦｅ系磁性ガーネット膜が高収率で得られる。
【００２７】
２．磁性ガーネット膜
本発明の製造方法によって得られる、縞状欠陥がきわめて少ないＹｂＴｂＢｉＦｅ系磁性ガーネット膜は、Ｙｂ、Ｔｂ、Ｂｉ及びＦｅを主成分とする一般式（Ｙｂ、Ｔｂ、Ｂｉ）３Ｆｅ５Ｏ１２で表される磁性ガーネット結晶膜である。前記磁性ガーネット膜は、希土類元素としてＹｂとＴｂを含む一般式（Ｒ、Ｂｉ）３（Ｆｅ、Ｇａ、Ａｌ）５Ｏ１２（但し、ＲはＴｂ、Ｇｄ、Ｙｂ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｄｙ等の希土類元素）で表されるビスマス置換型磁性ガーネット膜であり、特に大きなファラデー回転効果を有している。
【００２８】
また、本発明の製造方法によって、ＦｅサイトをＧａ及び／又はＡｌで一部置換した一般式（Ｙｂ、Ｔｂ、Ｂｉ）３（Ｆｅ、Ｇａ、Ａｌ）５Ｏ１２で表される磁性ガーネット膜も得ることができる。この場合には、溶質成分として、Ｆｅ２Ｏ３の代わりに、Ｇａ２Ｏ３又はＡｌ２Ｏ３を用いればよい。
【００２９】
本発明の製造方法によって得られる磁性ガーネット膜は、大きなファラデー回転効果を有し、かつ縞状欠陥がきわめて少ないので、光ファイバ通信や光計測用の光アイソレータ、光サーキュレータ又は光スイッチ等に組込まれるファラデー回転子として好適な特性を有している。
【００３０】
【実施例】
以下に、本発明の実施例および比較例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例によってなんら限定されるものではない。なお、実施例及び比較例で用いた融液組成の分析方法は、ＩＣＰ発光分析法で行った。
【００３１】
実施例１
ＰｂＯ、Ｂｉ２Ｏ３及びＢ２Ｏ３を含む融剤にＹｂ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３及びＦｅ２Ｏ３を含む溶質成分を溶解させて作製した融液を用いて、ガーネット基板上に液相エピタキシャル成長法によって磁性ガーネット膜を育成して、評価した。
融液を調製するため、まず、ＰｂＯ２２６９ｇ、Ｂ２Ｏ３１４０ｇ、Ｂｉ２Ｏ３３１０７ｇ、Ｆｅ２Ｏ３４６５ｇ、Ｔｂ２Ｏ３５７．３ｇ、Ｙｂ２Ｏ３４．４ｇを秤量し、混合して、白金製坩堝に装入した。次いで前記白金製坩堝を縦型管状炉内で９５０℃まで加熱して、前記混合物を溶解した。その後、融液が均一な組成になるように十分に撹拌混合して、磁性ガーネットのエピタキシャル膜成長用の融液とした。得られた融液の組成は、［Ｆｅ２Ｏ３］／（［Ｙｂ２Ｏ３］＋［Ｔｂ２Ｏ３］）が１７．７、［Ｆｅ２Ｏ３］＋［Ｙｂ２Ｏ３］＋［Ｔｂ２Ｏ３］が０．１４０、［ＰｂＯ］／［Ｂｉ２Ｏ３］が１．５２、［ＰｂＯ］／［Ｂ２Ｏ３］が５．０、［Ｙｂ２Ｏ３］／［Ｔｂ２Ｏ３］が０．０７４、［Ｂｉ２Ｏ３］／（［Ｙｂ２Ｏ３］＋［Ｔｂ２Ｏ３］）が４０．６であった。
【００３２】
次に、磁性ガーネット膜をエピタキシャル成長させるため、融液の温度を８３０℃の結晶成長温度まで降下させた。その後、直径７５ｍｍ、格子定数１．２４９７±０．０００５ｎｍのガーネット基板を、片面のみが融液に浸漬するように設置した。また、同時に基板を回転した。この状態で、融液の温度を１時間あたり０．６℃の割合で降下させつつ、２０時間のエピタキシャル成長を行って、ＹｂＴｂＢｉＦｅ系磁性ガーネットのエピタキシャル膜を得た。得られたエピタキシャル膜を用いて、縞状欠陥による亀裂の存在を観察した。
上記と同様の条件にて、７回のエピタキシャル成長を行ったところ、全てのエピタキシャル膜において、同心円状の縞状欠陥による亀裂は発生しなかった。また、光アイソレータ等に組込まれるファラデー回転子として好適な特性を有していた。
【００３３】
比較例１
ＰｂＯ、Ｂｉ２Ｏ３及びＢ２Ｏ３を含む融剤にＹｂ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３及びＦｅ２Ｏ３を含む溶質成分を溶解させて作製した融液を用いて、ガーネット基板上に液相エピタキシャル成長法によって磁性ガーネット膜を育成して、評価した。
成分の調合量をかえて、融液の組成を変更した以外は、実施例１と同様に行った。成分の調合量は、ＰｂＯ２２４４ｇ、Ｂ２Ｏ３１４０ｇ、Ｂｉ２Ｏ３１２３ｇ、Ｆｅ２Ｏ３４７６ｇ、Ｔｂ２Ｏ３６９．７ｇ、Ｙｂ２Ｏ３４．９ｇであった。得られた融液の組成は、［Ｆｅ２Ｏ３］／（［Ｙｂ２Ｏ３］＋［Ｔｂ２Ｏ３］）が１５、［Ｆｅ２Ｏ３］＋［Ｙｂ２Ｏ３］＋［Ｔｂ２Ｏ３］が０．１４５、［ＰｂＯ］／［Ｂｉ２Ｏ３］が１．５０、［ＰｂＯ］／［Ｂ２Ｏ３］が５．０、［Ｙｂ２Ｏ３］／［Ｔｂ２Ｏ３］が０．０６７、［Ｂｉ２Ｏ３］／（［Ｙｂ２Ｏ３］＋［Ｔｂ２Ｏ３］）が３３．７であった。得られたエピタキシャル膜を用いて、縞状欠陥による亀裂の存在を観察した。
【００３４】
上記と同様の条件にて７回のエピタキシャル成長を行ったところ、全てのエピタキシャル膜において、図１に示すような同心円状の縞状欠陥による亀裂が発生していた。すなわち、比較例１では、［Ｆｅ２Ｏ３］／（［Ｙｂ２Ｏ３］＋［Ｔｂ２Ｏ３］）、［Ｙｂ２Ｏ３］／［Ｔｂ２Ｏ３］、［Ｂｉ２Ｏ３］／（［Ｙｂ２Ｏ３］＋［Ｔｂ２Ｏ３］）がこれらの条件に合わないので、縞状欠陥による亀裂の発生によって満足すべき結果が得られない。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のＹｂＴｂＢｉＦｅ系磁性ガーネット膜とその製造方法は、縞状欠陥がきわめて少ないＹｂＴｂＢｉＦｅ系磁性ガーネット膜とそれが高収率で得られる製造方法であり、その工業的価値は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】磁性ガーネットのエピタキシャル膜の縞状欠陥の模式図である。
【図２】ＹｂＴｂＢｉＦｅ系磁性ガーネット膜において、融液中の［Ｆｅ２Ｏ３］／（［Ｙｂ２Ｏ３］＋［Ｔｂ２Ｏ３］）と縞状欠陥発生の関係を示す図である。
【符号の説明】
１    エピタキシャル膜
２    縞状欠陥
【図１】
2004319575.tif 000002
【図２】
2004319575.tif 000003