液相外延法制备的掺杂石榴石单晶薄膜

以高纯氧化物为原材料,采用液相外延法(LPE)制备直径3英寸、厚度20μm以上的掺杂钇铁石榴石(YIG)单晶薄膜,通过离子掺杂对薄膜的饱和磁化强度进行调控,范围为800~1750 G。X射线衍射分析表明薄膜仅有单一衍射峰,且半高宽值约为0.007°。磁性能测试结果表明,制备的薄膜饱和磁化强度可宽幅调控,且呈现明显的平面磁各向异性。同时对薄膜的截面及表面形貌进行观测,发现薄膜与衬底间界面清晰,薄膜表面粗糙度小于1nm,离子掺杂均匀,为后续的器件应用打下良好的基础。

磁性石榴石薄膜的液相外延生长机理

为了对磁性石榴石薄膜液相外延过程中熔质成分作定量的评估,本文根据扩散-反应方程,建立了熔质浓度分布模型,研究了液相外延生长中熔质R_2O_3(R代表稀土元素)和Fe_2O_3的浓度在PbO/B_2O_3作为助熔剂的熔体中的变化状况,以及薄膜线性生长速率与生长温度的关系.

液相外延生长磁性石榴石薄膜中铋的分凝系数与生长率的关系

在Ｂｉ２Ｏ３－ＰｂＯ－Ｂ２Ｏ３复合助熔剂中，采用等温浸渍液相外延技术在ＧＧＧ基片的（１１１）面上生长了（Ｂｉ，Ａｌ）∶ＹＩＧ薄膜。通过调整过冷度和基片转速来改变薄膜的生长速率。测量了外延膜中铋的含量。给出了铋的分凝系数的表达式，并计算了铋的分凝系数。讨论了铋的分凝系数与生长率的定量关系。发现ＫＢｉ符合ＢＰＳ生长模型。

新型磁光石榴石薄膜的液相外延生长

对高掺铋（ＹｂＴｂＢｉ）３Ｆｅ５Ｏ１２及（ＥｒＧｄＢｉ）３Ｆｅ５Ｏ１２磁光单晶薄膜的液相外延生长进行了实验研究．用液相外延法将薄膜生长在大晶格常数的ＣａＭｇＺｒ：ＧＧＧ基片上，实验中采用新的材料配方与工艺技术，特别是在薄膜晶体生长中采用变化熔料温度与基片转速的新技术，生长出多分层而不开裂的薄膜，使用Ｄ／ＭＡＸ－ⅢＢ型晶体衍射仪测量了样品的Ｘ射线衍射谱。

用于光通信的磁性石榴石薄膜特性

采用液相外延法制备了（Ｂｉ，Ａｌ）ＹＩＧ磁性石榴石薄膜，研究了材料配方及退火对薄膜的光吸收、法拉第旋转角及感生各向异性的影响。利用双层膜结构波导可有效地减小薄膜的线性双折射，实现单模传输。

液相外延Co—YIG薄膜的制备及光吸收谱分析

采用液相外延法在钆镓石榴石（ＧＧＧ）基片的（１１１）晶面上生长出了掺Ｃｏ钇铁石榴石薄膜，研究了生长温度和基片转速对掺Ｃｏ量的影响，测量和分析Ｃｏ－ＹＩＧ薄膜样品在０．５—１．８μｍ波长范围的光吸收谱，发现Ｃｏ－ＹＩＧ薄膜中八面体位和四面体位的Ｃｏ３十离子在０．６μｍ和１．３１μｍ波长处的晶场跃迁对光吸收有贡献．

液相外延生长Bi:YIG薄膜的溶性模型

在Bi2O3－PbO－B2O3复合助熔剂中，采用等温浸渍液相外延技术在GGG基片的（111）面上生长了（Bi，Al）：YIG薄膜．建立了掺铋钇铁石榴石在Bi2O3-PbO-B2O3。溶液中的溶性模型，并利用实验数据对该模型进行定量检验，发现在实验误差范围内饱和温度Ts的计算值与实验值基本相符．提出了进一步完善该溶性模型的方法．

稀土类掺杂YIG磁光单晶薄膜的LPE生长

本文探讨了稀土类掺杂ＹＩＧ磁光单晶薄膜的ＬＰＥ生长问题，特别是磁镜偏频激光陀螺所用磁膜的工艺配方及生长规律，对影响磁光效应的各类工艺参数及元素掺杂也进行了讨论。

YIG铁氧体单晶/薄膜生长工艺及成线技术

简要介绍了YIG铁氧体块状单晶和YIG单晶薄膜常见的生长方法,重点报道了助熔剂法和液相外延工艺,最后对YIG铁氧体块状单晶和单晶薄膜的科研工艺线建设提出了切实可行的方案。

RIG型磁光薄膜的研究进展及应用

随着光通信技术与光子集成电路的发展,非互易性器件作为光通信系统中重要的组成部分得到了越来越广泛的研究与应用。基于磁光效应制成的磁光隔离器和环行器是目前应用最为广泛的非互易性器件,为了将非互易性器件整块集成在硅片上,需制备性能与块状磁光材料相当的磁光薄膜。在近红外通信波段(1550 nm),以钇铁石榴石(Y_(3)Fe_(5)O_(12),YIG)为代表的稀土铁石榴石(RIG)具备优良的磁光效应,是最具应用前景的磁光材料之一。研究发现,使用稀土离子对YIG薄膜进行掺杂可以有效改善其磁光性能,尤其是Bi ^(3+)和Ce ^(3+)掺杂的YIG表现出巨法拉第效应。本文首先介绍了法拉第效应原理,介绍了三种常见磁光薄膜的生长方法,回顾了近年来的主要研究成果,介绍了磁光薄膜在光隔离器和环行器中的应用,最后对磁光薄膜的未来发展趋势进行了展望。

温度对IID畴壁中VBL解体临界面内场的影响

实验研究了温度和面内场对液相外延石榴石磁泡薄膜内,第II类哑铃畴(IID)畴壁内垂直布洛赫线(VBL)链稳定性的影响.研究发现,在室温到T0′的任一温度下,IID畴壁中VBL的消失都存在一个临界面内场范围[H(1)ip(T)<Hip<ip(T),H(2)ip(T)].当Hip≤H(1)ip(T)时,IID畴壁中VBL稳定存在;当H(1)H(2)ip(T)时,IIDD畴壁中VBL变得不稳定;随着Hip的增大VBL丢失得越来越多,当Hip≥H(2)ip(T)时,IID畴壁中VBL完全丢失.并且随着温度的升高,临界面内场值H(1)ip(T)和H(2)ip(T)逐渐减小.

温度对ID畴壁内VBL解体临界面内场的影响

实验研究了温度和面内场共同作用下,液相外延石榴石磁泡膜中第I类哑铃畴(ID)畴壁内垂直布洛赫线(VBL)的稳定性.发现,从室温到T0范围内的任一不同温度下,ID畴壁中VBL的解体都存在一临界面内场范围[H(1)ipip(T)<Hip<H(2)ip(T),H(2)ip(T)],当Hip<H(1)ip(T)时,ID畴壁中VBL数目不变;当H(1)(T)时,ID畴壁中VBL逐渐丢失,且随面内场Hip的增大,VBL丢失得越来越多;当Hip>H(2)ip(T)时,VBL完全丢失.面内场范围[H(1)ip(T)也分别随温度的升高ip(T),H(2)ip(T)]随温度的升高而减小,其中H(1)ip(T),H(2)而变小,并分别在T(1)0和T0处减小为0.