イットリウム・鉄・ガーネット

イットリウム・鉄・ガーネット（イットリウム・てつ・ガーネット、Yttrium Iron Garnet）、略称 YIGとは、イットリウムと鉄の複合酸化物（ または ）から成るガーネット構造の結晶である。フェリ磁性化合物であり、キュリー温度は560ケルビンである 。YIGは、イットリウムフェライトガーネット、イットリウム鉄酸化物、鉄イットリウム酸化物などとも言い、後2者の呼び方は通常は粉末形態で用いられる。

 特徴 
自然界には存在しない人工物で主に固体レーザの発振用媒質として、結晶製造時に他の元素をドープ（添加）して結晶構造内のイットリウムのうち数%を置き換えたものが用いられる。磁気光学効果を有するフェリ磁性材料で5個の鉄(III)イオンが2個の八面体部位および3個の4面体部位を占め、イットリウム(III)イオンは不規則な立方体中の8個の酸素イオンによって配位されている野田稲吉, 「人工鉱物について」『材料試験』 9巻 87号 1960年 p.715-720, 。2か所の八面体位置の鉄イオンは異なるスピンを持ち、これが磁気特性となって表れる。希土類元素を特定の位置に配置すると、興味深い磁気特性が得られる。

YIGは、高いを持ち、このためにファラデー効果が現れ、マイクロ波の周波数に対して高いQ値を持ち、1200ナノメートルまでの波長の赤外線の吸収率が低く、電子スピン共鳴においてとても小さなスペクトル線広がりを持つ。こうした特徴が、超伝導体における磁気光学イメージングに有用となる。

 用途 
YIGは、マイクロ波工学、音響学、光学、磁気光学といった用途がある。マイクロ波YIGフィルター、音響送信機、音響トランスデューサーなどである。600ナノメートル以上の波長の光には透明である。ファラデー回転子における固体レーザー、データストレージ、様々な非線形光学用途にも用いられるHolm, U., Sohlstrom, H., & Brogardh, T. (1984). "YIG-Sensor Design for Fiber Optical Magnetic-Field Measurements". Proceedings of the Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers, 514, 333–336.。

 脚注 

 参考文献 
 佐藤正雄, 福田俊平, 「YF3-PbF2熔融塩浴によるイットリウム鉄ガーネット単結晶の製造」『窯業協會誌』 71巻 805号 1963年 p.101-104, 
 大澤明弘, 「元素置換したイットリウム鉄ガーネットのNMRによる研究」 電気通信大学修士論文 2011年

 関連項目 

 イットリウム・アルミニウム・ガーネット

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Category:光学材料
Category:レーザー
Category:宝石
Category:ダイヤモンド類似石
Category:イットリウムの化合物
Category:鉄の化合物
Category:酸化物