[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是选自由Tb、Y、Eu、Gd、Ho、Yb、Lu、Nd、Tm、La、Sm、Dy、Er、Ce、Pr组成的组中的一种或两种以上的稀土类元素且一定包含所述Tb，所述A是选自由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；

并且，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或第二族元素中的至少一种元素；

在以M表示所述Mn或第二族元素中的至少一种元素，并将所述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]、且将[M]和[Pt]的关系式Δ表示为

[算式1]

Δ＝[M]-(α×[Pt])

时，系数α被设定为0.91±0.05的数值范围内的任意值，且Δ值被设定为-7.23atppm以上1.64atppm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0atppm。

3.一种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、不含铅化合物的溶剂、Fe₂O₃和Tb₄O₇、以及所述Fe₂O₃和所述Tb₄O₇以外的其他溶质；

在所述溶剂中进而投入MO、MO₂或M₂O₃中的任一种混合物，其中M是Mn或第二族元素中的至少一种元素；

在非磁性石榴石结晶衬底上培育所述Bi置换稀土类铁石榴石单晶，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]、且将[M]和[Pt]的关系式Δ表示为

[算式2]

Δ＝[M]-(α×[Pt])

时，系数α被设定为0.91±0.05的数值范围内的任意值，且Δ值被设定为-7.23atppm以上1.64atppm以下的Bi置换稀土类铁石榴石单晶。

4.如权利要求3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。

5.一种光隔离器、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或2所述的Bi置换稀土类铁石榴石单晶。