Доменсодержащий магнитооптический монокристалл со структурой граната

Доменсодержащий магнитооптический монокристалл со структурой граната

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: прикладная магнитооптика . Монокристалл имеет следующий состав: Bix Ry Fe и (Ga. Alt)0i2. где R-Yb.Tm. Er, Ho, Dy, Tb и/или Eu, 0,4 Sx 2,3; 0,7 ,7;3, 3,60; 1.40 t 1.75 при соблюдении следующего условия /Ms /Мре/ 1, где Ms-намагниченность насыщения монокристалла, Мре - суммарный магнитный момент ионов железа. Обеспечено расширение диапазона рабочих температур (Д). в ктором скорость доменных стенок (ДС) уменьшается от максимального значения до 200 м/с - AT (200), в итервале 43-100, и (Д) в котором (ДС) уменьшается от максимального значения 400 м/с - AT (400) в интервале 31-57. 2 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 30 В 29/28, 19/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

y» -Уо (Мй - MFe(/MFe, (t) !, )> (21) 4649302/26 (22) 27.12.88 (46) 23.08.93, Бюл. М 31 (76) В.В.Рандошкин (56) Авторское свидетельство СССР

N. 13 1 7997, кл. С 30 В 29/28, 1985. (54) ДОМЕНОСОДЕРЖАЩИЙ МАГНИТООПТИЧЕСКИЙ МОНОКРИСТАЛЛ СО

СТРУКТУРОЙ ГРАНАТА (57) Использование: прикладная магнитооптика. Монокристалл имеет следующий состав: Bix Ry Fe и (Ga, А()012; где R-Yb, Tm.

Ei, Но, Dy, Tb и/или Eu, 0,4 х « 2,3; г

Изобретение относится к области прикладной магнитооптики и может быть использовано при производстве монокристаллических пленок феррит-гранатов (МПФГ) для магнитооптических устройств.

Целью изобретения является расширение диапазона рабочих температур.

Поставленная цель достигается тем, что в известном доменосодержащем магнитооптическом монокристалле со структурой граната, содержащем висмут, быстрорелаксирующий редкоземельный элемент, железо, галлий и/или алюминий, компоненты содержатся в соответствии со следующей химической формулой В4йуРец (Ga А()с012, где R ч- Yb, Tm, Er, Но, Dy, ТЬ и/или Еи.

0,4 х 2,3,0.7 у 2,7,3,25 и 3,60, 1,40 t 1,75, при соблюдении следуюЩЕГО УСЛОВИЯ Ms/MFe > 1, ГДЕ Ms — НаМЭГНИ„„ „, 1836592 АЗ0,7 Y 2,7; 3,25 u 3,60; 1.40 t 1,75 при соблюдении следующего условия /Ms

/MFe/ » 1, гДе Ме- намагниченность насыщения монокристалла, Мге — суммарный магнитный момент ионов железа, Обеспечено расширение диапазона рабочих температур (Д), в кто ро м с ко рость домен н ых стенок (ДС) уменьшается от максимального значения до 200 м/с — Л Т (200), в итервале

43 — 100, и (Д} в котором (ДС) уменьшается от максимального значения 400 м/с — ЛТ (400) в интервале 31 — 57. 2 ил„1 табл.

ЧЕННОСтЬ НаСЫщЕНИя МОНОКрИСтаЛЛа, MFe— суммарный магнитный момент ионов железа.

Сущность изобретения состоит в получении магнитооптического монокристалла с компенсацией момента импульса — КМИ и, как следствие, с повышенным гидромагнитным отношением у и высокой скоростью

ДС. Значение у в заявляемом монокристалле определяется формулой Киттеля где уо — гидромагнитное отношение ионой

Fe, Мя — магнитный моментдодекаэдриче3+ ской подрешетки, обусловленный быстрорелаксирующими магнитными ионами, В точке КМИ МРе -0, у-+ее . à М - Мн, Вблизи точки КМИ (Мз/МРе (» 1.

1836502

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 приведены рассчитанные с помощью теории молекулярного поля типичныее зависимости y I yo I и 4 л M от t.

На фиг, 2 приведены типичные зависимости скорости ДС от ч от продвигающего поля Н для нескольких Tm-, Eu- и Ег-содержащих МПФГ вблизи трчки КМИ. . Опыт показал, что в зависимости от уровня вхождения ионов Ga u AI в октаэдрическую подрешетку условие 1М /Мд l »

»1вы пол няется при 1,4 < t < 1,75, что соответствует 3,25 < u < 3,60, При х < 0,4 резко ухудшается магнитооптическая добротность монокристалла. При х > 2,3 не удается получить монокристалл достаточно высокого качества. При содержании висмута 0,4 < х = 2,3 в состав монокристалла необходимо вводить быстрорелаксирующие редкоземельные ионы с 0,7 < у < 2,7.

Как следует иэ соотношения (1) и.фиг, 1 в прототипе y < yo, в то время как в заявляемом изобретении y» ye. Быстродействие доменосодержащего монокристалла определяется скоростью насыщения при движении ДС

vs =(y/2)(A/Q) (2) где А — обменная константа, Q — фактор качества, причем А и Q должны иметь оптимальные значения. Как показывает опыт, для прототипа vs < 10 м/с. Как следует из фиг. 2 при использовании заявляемого монокристалла можно получить ч > 10 м/с, 3

МПФГ выращивали на установке эпитаксиального роста УЭР-3 методом жидкофазной эпитаксии из переохлажденного раствора-расплава на подложках гадолиний-, самарий- или неодим-галлиевых гранатов (ГГГ, СГГ, НГГ соответственно).

Содержание элементов в МПФГ варьировали изменением соотношения гранатообра, зующих окислов в расплаве и условий выращивания. Согласование параметров решеток пленки и подложки обеспечивали путем выбора соотношейия.

Примеры конкретного выполнения, приведенные в таблице, свидетельствуют о достижении положительного эффекта.

Использование заявляемого изобретения по сравнению с известными монокристаллами обеспечивает следующие преимущества

1. Повышение быстродействия доменосодержащего магнитооптического монокристалла по сравнению с прототипом, поскольку его состав соответствует точке

КМИ, что обусловливает повышение скорости ДС ч с < 10 м/с до > 10 м/с.

2. Расширение диапазона рабочих температур с высоким быстродействием по сравнению с аналогом (1), поскольку температурные зависимости магнитных моментов ионов железа в тетраэдрической и октаэдрической подрешетках близки между собой и сильно отличаются от температурной зависимости магнитного момента ионов гадолиния, поэтому условие l М /MFyl»1 выполняется в более широком интервале темпеРатУР, чем Условие Ms/ l MGd — MFe I »1 в известном техническом решении (1).

Указанные преимущества позволяют сделать вывод, что заявляемый монокристалл обладает качественно новыми основными техническими характеристиками.

Формула изобретения

Доменосодержащий магнитооптический монокристалл со структурой граната, содержащий висмут, быстрорелаксирующий редкоземельный элемент, железо, галлийи и/илиалюминий, отл ича о щи йся тем, что, с целью расширения диапазона рабочих температур, материал содержит компоненты в соответствии со следующей химической формулой:

BixRyFeU (Ga, Аф012, где R — Yb, Tm, Ег, Но, 0у, 40 Tb и/или Еи;. 0,4 <х <2,3;0,7<у <2,7;

3,25 < u 5 3,60; 1,40 < t <1,75 при соблюдении следующего условия I М /MFe I, где

Ms — намагниченность насыщения монокристалла, MFe — суммарный магнитный момент

45 ионов железа.

1836502

Продолжение таблицы

Д Т (200) — ширина диапазона рабочих температур, s котором скорость ДС уменьшается от максимального значения до 200 м/с

Ь Т (400) — ширина диапазона рабочих температур, в котором скорость ДС уменьшается от максимального значения до 400 м/с

1836502

Ф BL)3 Й,Й)гою

2ОО

Фиг.2 . Составитель В. Рандошкин

Редактор Т. Куркова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор О. Кравцова

Заказ 3012 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35; Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат. "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101