ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ
НОВЫЕ ПАТЕНТЫ, ЗАЯВКИ НА ПАТЕНТ
БИБЛИОТЕКА ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ

способ получения магнитооптических структур

Классы МПК:C30B19/02 с использованием расплавленных растворителей, например флюсов
C30B19/12 характеризуемое подложкой
C30B29/28 с формулой A3Me5O12, где A - редкоземельный металл, а Me - Fe, Ga, Sc, Cr, Co или Al, например гранаты
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Конструкторское бюро "Домен" при Симферопольском государственном университете им.М.В.Фрунзе
Приоритеты:
подача заявки:
1992-03-25
публикация патента:

Использование: в магнитооптике при создании управляемых транспорантов, изоляторов и т.д. Сущность изобретения: структуру получают путем жидкофазного осаждения висмутсодержащей эпитаксиальной пленки из переохлажденного раствора-расплава на подложку из кальций-ниобий-галлиевого граната. Предварительно на подложку напыляют слой кремня толщиной 0,1 - 0,2 мкм с последующим отжигом ее при 900 - 910°С в течение 5 - 6 ч. Такая обработка обеспечивает повышение качества поверхности подложки и пленки. Улучшение морфологии поверхности подложки повышает коэффициент вхождения висмута в пленку и тем самым обеспечивает увеличение фарадеевского вращения. 1 табл.

Изобретение относится к технологии получения эпитаксиальных слоев феррит-граната и может быть использовано в магнитооптике при создании управляемых транспортеров, изоляторов и других устройств с высокими магнитооптическими параметрами.

Известен способ получения магнитооптических структур феррит-граната (ФГС), включающий наращивание Bi-содержащего слоя из переохлажденного раствора-расплава на подложку из кальций-ниобий-галлиевого граната (КНГГ).

Недостатком данного способа получения феррит-гранатовых структур является низкое качество Bi-содержащего слоя.

Кальций-ниобий-галлиевый гранат имеет параметр элементарной ячейки в интервале 12,503-12,506 способ получения магнитооптических структур, патент № 2038432 в зависимости от содержания компонент. Такой параметр ячейки позволяет ввести в осаждаемую пленку необходимое для магнитооптических применений количество висмута.

Однако кристалл КНГГ имеет катионный дефицит в октаэдрических позициях кристаллографической решетки, что является причиной нарушения морфологии поверхности подложки. Поэтому при взаимодействии с агрессивными свинец- и висмутсодержащими раствор-расплавами при выращивании пленки подложка либо разрыхляется, либо осаждающаяся пленка кристаллизуется с дефектами в виде трещин.

Предлагаемый способ получения магнитооптических структур включает жидкофазное осаждение Bi-содержащей эпитаксиальной пленки из переохлажденного раствора-расплава на подложку из кальций-ниобий-галлиевого граната, причем перед эпитаксиальным наращиванием на подложку КНГГ напылением наносят слой кремния толщиной 0,1-0,2 мкм, после чего ее отжигают при 900-910оС в течение 5-6 ч.

При этом происходит диффузия кремния в приповерхностную область подложки и перераспределение ионов в кристаллической решетке, в результате чего снижается катионный дефицит кристалла КНГГ и улучшается морфология поверхности подложки. Магнитооптические структуры, полученные предлагаемым способом, не имеют трещин и обладают заданными магнитооптическими характеристиками.

Толщина слоя кремния подбиралась опытным путем. В результате эксперимента определено, что пленка кремния указанной толщины имеет хорошую адгезию к поверхности подложки. Нижний предел толщины определяется равномерностью (без разрывов) осаждаемого слоя. Верхний предел толщины определен по технологическим соображениям: чтобы не допустить снижение качества поверхности подложки за счет длительного ее разогрева время осаждения кремниевого слоя не должно превышать 2 ч, что соответствует 0,2 мкм напыленного слоя.

Температура и время отжига определяется условиями диффузии кремния в подложку. При температуре отжига выше 910оС, за время, превышающее 6 ч, происходит рекристаллизация кремния с материалом подложки, в результате чего происходит снижение качества поверхности она становится мутной.

При низкой температуре (менее 900оС) и малом времени отжига (менее 5 ч) диффузия кремния в подложку не происходит, а следовательно, не происходит перераспределение ионов в ее кристаллической решетке и не улучшается морфология поверхности подложки.

П р и м е р. Поверхность подложки КНГГ ориентации (III) обезжиривается органическими растворителями. После чего подложка помещается в вакуумную камеру установки и на ее поверхность в течение 1,5 ч наносится слой кремния. Толщина слоя кремния составляет 0,15 мкм. Затем подложка со слоем кремния отжигается в течение 5 ч при 905оС в муфельной печи. После отжига подложка дополнительно не обрабатывается.

На поверхность подготовленной таким образом подложки при 700оС в течение 3 мин осаждается эпитаксиальная пленка состава (YBiLu)3(FeGa)5O12. Толщина выращенной пленки составляет 2,0 мкм. Качество поверхности пленки оценивается путем наблюдения в проходящем поляризованном свете микроскопа. Установлено, что пленка не имеет трещин и прозрачна.

В таблице приведены физико-технические параметры выращенной пленки по предлагаемому способу и способу-прототипу.

Как видно из таблицы, предлагаемый способ обеспечивает повышение качества поверхности подложки и качества пленки, что косвенно доказывается снижением коэрцитивности и повышением пропускания пленки, выращенной указанным способом, по сравнению с способом-прототипом. Улучшение морфологии поверхности подложки повышает коэффициент вхождения висмута в пленку и тем самым обеспечивает увеличение фарадеевского вращения.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТООПТИЧЕСКИХ СТРУКТУР, включающий жидкофазное осаждение висмутсодержащей эпитаксиальной пленки из переохлажденного раствора-расплава на подложку из кальций-ниобий-галлиевого граната, отличающийся тем, что предварительно на подложку напыляют слой кремния толщиной 0,1 0,2 мкм с последующим отжигом ее при 900 910oС в течение 5 6 ч.

Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C30B19/02 с использованием расплавленных растворителей, например флюсов

Класс C30B19/12 характеризуемое подложкой

Класс C30B29/28 с формулой A3Me5O12, где A - редкоземельный металл, а Me - Fe, Ga, Sc, Cr, Co или Al, например гранаты

Патенты РФ в классе C30B29/28:
монокристалл граната, оптический изолятор и оптический процессор -  патент 2528669 (20.09.2014)
монокристалл, способ его изготовления, оптический изолятор и использующий его оптический процессор -  патент 2527082 (27.08.2014)
магнитооптический материал -  патент 2522594 (20.07.2014)
способ получения алюмоиттриевого граната, легированного редкоземельными элементами -  патент 2503754 (10.01.2014)
способ выращивания алюмо иттриевого граната, легированного ванадием -  патент 2501892 (20.12.2013)
способ соединения деталей из тугоплавких оксидов -  патент 2477342 (10.03.2013)
прозрачный керамический материал и способ его получения -  патент 2473514 (27.01.2013)
лазерный материал -  патент 2395883 (27.07.2010)
лазерный материал -  патент 2391754 (10.06.2010)
pr-содержащий сцинтилляционный монокристалл, способ его получения, детектор излучения и устройство обследования -  патент 2389835 (20.05.2010)


Наверх