[发明专利]Bi置换稀土类铁石榴石单晶及其制造方法、以及光学器件

权利要求书

1.一种Bi置换稀土类铁石榴石单晶，其特征在于，

具有以R_3-xBi_xFe_5-wA_wO₁₂表示的组成，其中，所述R是从由Y、Eu、Gd、Ho、Yb、Lu、Nd、Tm、La、Sm、Dy、Er、Ce、Pr组成的组中选择的一种或两种以上的稀土类元素且一定包含所述Gd，所述A是从由Ga、Al、In、Sc、Co、Ni、Cr、V、Ti、Si、Ge、Mg、Zn、Nb、Ta、Sn、Zr、Hf、Pt、Rh、Te、Os、Ce、Lu组成的组中选择的一种或两种以上的元素，所述x为0.7＜x≤1.5，所述w为0＜w≤1.5；

同时，所述Bi置换稀土类铁石榴石单晶不含有Pb而含有Pt，进而，含有Mn或第二族元素的至少一种元素；

在将所述Mn或第二族元素的至少一种元素以M表示，并且，将所述Bi置换稀土类铁石榴石单晶中的M浓度(atppm)表示为[M]、Pt浓度(atppm)表示为[Pt]、且[M]和[Pt]的关系式Δ表示为

[算式1]

Δ＝(α×[M])-[Pt]

时，系数α被设定为0.815±0.035的数值范围内的任意的值，且Δ值被设定为-0.40atppm以上3.18atppm以下。

2.如权利要求1所述的Bi置换稀土类铁石榴石单晶，其特征在于，所述Δ值被设定为-0.20atppm以上1.21atppm以下。

3.如权利要求1或2所述的Bi置换稀土类铁石榴石单晶，其特征在于，所述Δ值被设定为0atppm。

4.一种Bi置换稀土类铁石榴石单晶的制造方法，其特征在于，

在Pt制的坩埚内至少放入Bi₂O₃、不含铅化合物的溶媒、Fe₂O₃和Gd₂O₃、以及所述Fe₂O ₃和所述Gd₂O₃以外的溶质；

在所述溶媒中进而投入MO或MO₂或M₂O₃的任意一种的混合物，其中M是Mn或第二族元素的至少一种；

将Bi置换稀土类铁石榴石单晶在非磁性石榴石结晶衬底上进行培育，其中，所述Bi置换稀土类铁石榴石单晶是在将Bi置换稀土类铁石榴石单晶中的M浓度(atppm)表示为[M]、Pt浓度(atppm)表示为[Pt]、且[M]和[Pt]的关系式Δ表示为

[算式2]

Δ＝(α×[M])-[Pt]时，系数α被设定为0.815±0.035的数值范围内的任意的值，且Δ值被设定为-0.40atppm以上3.18atppm以下的Bi置换稀土类铁石榴石单晶。

5.如权利要求4所述的Bi置换稀土类铁石榴石单晶的制造方法，其特征在于，所述Δ值被设定为-0.20atppm以上1.21atppm以下。

6.如权利要求4或5所述的Bi置换稀土类铁石榴石单晶的制造方法，其特征在于，所述Δ值被设定为0atppm。

7.如权利要求4～6的任一项所述的Bi置换稀土类铁石榴石单晶的制造方法，其特征在于，将所述Bi置换稀土类铁石榴石单晶在惰性气体介质中进行培育。

8.一种光隔离器、光循环器、光衰减器、法拉第镜、电流传感器、磁场传感器、磁光开关，其具备权利要求1～3的任一项所述的Bi置换稀土类铁石榴石单晶。