(TbBi)3GaxFe5-xO12薄膜(TbYbBi)3Fe5O12晶体复合结构的生长和在光通信波段的磁光性能.pdfVIP

红外与毫米波学报 26卷 4．8。和6．3。，这将使光隔离器的反向隔离度下降至 15dB以下而不能正常工作．将两种对耵C和跚C 有相反符号的稀土元素复合添加于掺Bi铁石榴石 中能得到具有较好FTC和FWC的(Tb。Yb，Bih一， J． Fe5012)晶体材料[4．5 图l 法拉第旋转角口，测量装置示意图 本文用(Tb。Yb，Bi。一；一，Fe，O。：)磁光晶体替代无 Schematicofa for Fig．1 diagrammagneto—opticalappamtuspF measurement 磁性的Gd。Ga，O。：晶体作基底，液相外延(Tb：Bi，一： Fe，一。Ga。O，。)磁光薄膜．调节薄膜的补偿温度为工 作温度区的中点，利用该膜的法拉第旋转在补偿温 过的光功率，由光功率计(ANDO 出．如未加和施加磁场时检测到的功率分别为厶和 度上、下温度区，其旋转方向相反的特点MJ，进一步 减小(Tb，Yb。Bi，一…Fe，O。：)晶体的FTc．研究(鸭： 转角如． Bi3一。Fe5一。Ga。012)薄膜／(，I’b。Yb，Bi3一，一，Fe5012)晶 体复合结构材料在光通信波段(A=1500～1620nm) 2结果与讨论 的磁光性能． 2．1薄膜与晶体的生长 1 实验 采用以Bi：O，／B：O，为主助熔剂的高温助熔剂由一组Blank克分子比关系式决定： 法生长Tb。Yb，Bi。一。一，Fe5O。：单晶．将高纯度 只l=Fe203／X203， (99．99％)稀土氧化物Tb403与Fe203、 尺2=Fe203／Ga203， O，和Yb2 Bi：0，、B：0，混合，充分研磨后倒人铂金坩埚，放置在 R3=PbO／B203， 可双向加速旋转单晶炉内．将炉温升至1290℃，保 温10h，以0．5—3．0。c／h降温至980。c后自然冷却 到室温，用热硝酸分离、清洗．单晶表面完整有光泽， 式中x为稀土位离子o7。．为使薄膜的晶相是石榴石 相，R。的值必须控制在一个合适的范围，如对YIG， 晶体尺寸最大可达到8mm×6mm×5mm．Tb；Yb， R。的值约为14．尺：的值决定了Ga离子替代Fe离子 Bi。一…Fe，o。：晶体用xRD定向，沿着(111)向切片、 的浓度，比例吧、R。与熔体的饱和温度和石榴石相 细磨、抛光成400斗m左右的薄片，在160。c磷酸中 腐蚀30s后再用去离子水清洗，干燥后装入支架作 补偿温度要高达45℃左右，因此薄膜组份中重稀土 基片．将高纯度(99．99％)稀土氧化物Tb。0，与Fe： 离子Tb含量必须很高．为了减少由薄膜与基底 03、Bi203、Ga203、PbO、B203混合、充分研磨后倒人 铂金坩埚，加热至约1100。C保温8h，以3．0。C／h降 温至850。C．把支架放入铂金坩埚内低于高温融化 物的液面约lOmm，保持30min后提起，并加以快速 旋转抛弃基片上的残留助熔剂． 的Bi的含量接近，因为铁石榴石材料的光折射率受 晶体与薄膜的组份由扫描电子能谱分析仪 Bi离子的含量增加其值增加很快【8J．Bi离子