セリウム置換イットリウム鉄ガーネットを用いた近赤外波長域用磁性フォトニック結晶の形成に関する研究

摘要

セリウム置換イットリウム鉄ガーネット（Cerium substituted yttrium iron garnet，CeYIG）を用いた磁性フォトニック結晶（Magnetophotonic crystal，MPC）を形成する際に課題となっている，CeYIGの熱処理に伴うTa_2O_5の結晶化に起因するMPCの特性劣化の抑制を目的として，Ta_2O_5へのY_2O_3添加による結晶化温度の上昇について検討を行った．Y_2O_3を添加したTa_2O_5（Y-Ta-O）に，CeYIGの最適な熱処理条件である，熱処理温度800℃で30分間の真空熱処理を施した結果，Ta_2O_5の結晶化が抑制された．熱処理前後の試料について透過率スペクトルの測定を行い，屈折率と消衰係数を算出した結果，Y_2O_3を添加していないTa_2O_5と比較して，熱処理後のY-Ta-Oは屈折率が低下し，消衰係数が10分の1以下となった．マトリクスアプローチ法を用いてY-Ta-Oを用いたMPCの磁気光学特性の計算を行った結果，Ta_2O_5を用いた時よりも，高い透過率と大きな偏光面回転角を有するMPCが形成可能であることがわかった．