• 제목/요약/키워드: Bi:YIG

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YIG, Bi:YIG, TbBi:YIG 단결정 후막의 성장과 특성 (Growth and Characteristics of YIG, Bi:YIG, TbBi:YIG Single Crystal Thick Films)

  • 윤석규;김근영;김명진;이형만;김회경;윤대호
    • 한국세라믹학회지
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    • 제40권7호
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    • pp.672-676
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    • 2003
  • Y$_3$Fe$_{5}$O$_{12}$(YIG), $Y_3$Fe$_{5}$O$_{12}$(Bi:YIG), TbBi:YIG를 (GdCa)$_3$(GaMgZr)$_{5}$O$_{12}$ (SGGG)기판 위에 Liquid Phase Epitaxy (LPE)법으로 단결정 후막을 성장시켰다. 기판회전속도, 과냉도, 성장시간을 고정하여 치환되는 원소의 종류와 양에 따라 가네트 단결정의 격자상수, Bi 치환양, 표면형상, 자기적 특성을 조사하였다. TbBi:YIG 조성의 경우 격자상수는 12.500 $\AA$으로 기판의 격자상수인 12.496 $\AA$에 근접하게 나타났으며, 포화자계는 150 Oe로 향상된 결과가 나타났다.

반응소결공정으로 제조된 YIG의 미세구조 및 자기특성에 대한 $Bi_2$$O_3$첨가 영향 (The Effect of $Bi_2$$O_3$Addition on the Microstructure and Magnetic Properties of YIG Prepared by RSP(Reaction Sintering Process))

  • 김태옥;장학진;윤석영
    • 한국세라믹학회지
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    • 제38권8호
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    • pp.710-715
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    • 2001
  • 반응소결공정(RSP : Reaction Sintering Process)을 이용하여 YF댸₃와 Fe₂O₃의 성분에 소결첨가재 Bi₂O₃를 첨가하여 YIG를 합성하였다. Bi₂O₃첨가량과 소결온도에 따른 YIG 소결체의 미세구조 및 자기적 특성변화에 대해 주사전자현미경, X-선 회절분석기 및 시료 진동형 자력계를 이용하여 조사하였다. 소량의 소결첨가재 Bi₂O₃첨가시 YIG 소결체의 격자상수는 12.387에서 12.420 Å으로 증가하였다. 이는 상대적으로 이온반경이 큰 Bi 이온이 12면체 Y 이온 자리로 치환되었기 때문인 것으로 여겨진다. Bi₂O₃를 1.0 wt% 첨가하였을 때 비교적 균질한 미세구조를 보였으며, 1350℃에서 소결한 YIG의 밀도가 이론밀도의 98% 이상의 치밀화를 보였다. Bi₂O₃가 0.0 wt%에서 1.5 wt%로 첨가량이 증가함에 따라 상온에서의 포화자화값(M/sub s/)은 조금씩 증가하는 경향을 보였으나 큰 변화는 없었다. 반응소결공정을 이용 YIG 소결시 소결첨가제 Bi₂O₃가 1.0 wt%이고, 소결온도 1350℃에서 비교적 우수한 소결특성과 자기특성을 가지는 YIG 소결체를 얻을 수 있었다.

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에어로졸성막법에 의해 제작된 Bi:YIG 막에 미치는 에어로졸유량의 영향 (Effect of Carrier Gas Flow Rate on Magnetic Properties of Bi:YIG Films Deposited with Aerosol Deposition Method)

  • 신광호
    • 한국자기학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.14-18
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    • 2008
  • 본 연구에서는 Bi:YIG($Bi_{0.5}Y_{2.5}Fe_5O_{12}$) 막을 에어로졸 성막법을 이용하여 제작함에 있어서, 에어로졸을 구성하는 수송가스의 유량이 막의 자기적 특성과 광학적인 특성에 대하여 분석하였다. 직경 $100{\sim}500$ nm 의 Bi:YIG 분말을 질소 가스를 수송가스로 사용하여 성막을 실시하였고, 이 때, 수송가스의 유량은 0.5 l/min${\sim}10$ l/min 사이에서 변화시켰다. 수송가스의 유량이 증가할수록 Bi:YIG 막의 보자력은 51 Oe에서 37 Oe까지 지수함수적으로 감소하였다. 이것은 충돌에너지가 증가함에 따라 막내부 혹은 막표면의 결함이 감소하였기 때문이라고 고찰되었다. 포화자화는 유량이 증가할수록 감소하였는데, 이는 충돌에너지가 강해짐에 따라 결정이 왜곡되는 힘을 받았기 때문이라고 고찰되었다.

에어로졸성막법으로 성막한 Bi:YIG 막의 광학적/자기적특성에 미치는 에어로졸 입사각도의 영향 (Aerosol Incident Angle Dependence of Optical and Magnetic Properties of Bi:YIG Films Deposited with Aerosol Deposition Method)

  • 신광호
    • 한국자기학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.9-13
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    • 2008
  • 에어로졸 성막법으로 제작된 Bi:YIG($Bi_{0.5}Y_{2.5}Fe_5O_{12}$) 막에 있어서, 에어로졸 입사각도가 광학적 특성과 자기적 특정에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 에어로졸입사각도를 0도에서 30도로 증가시킴으로써 입사광의 파장이 450 nm일 때 광투과율은 약 80%의 향상이 얻어졌다. 그 이유는 에어로졸 입사각도를 높임으로써 입자간 응집체 등에 의해서 생성되는 막표면 혹은 막내부의 결함을 줄일 수 있기 때문으로 고찰되었다. 또한, 에어로졸 입사각도를 높임으로써 Bi:YIG막의 보자력을 크게 줄일 수 있다는 것을 실험적으로 검증할 수 있었다. 그 이유로는 에어로졸 입사각도를 높임으로써 입자와 기판간의 충돌에너지의 변화와 자벽이동의 방해가 되는 결함의 감소가 정성적으로 예상되었다.

Fabrication of Three-Dimensional Magnetophotonic Crystals:Opal Thin Films Filled with Bi:YIG

  • Fujikawa, R.;Baryshev, A.V.;Uchida, H.;Lim, P.B.;Inoue, M.
    • Journal of Magnetics
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    • 제11권3호
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    • pp.147-150
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    • 2006
  • We have fabricated three-dimensional magnetophotonic crystals based on $\alpha$-$SiO_2$ opal films. Opal thin films grown on glass substrates were filled with bismuth substituted iron garnet (Bi:YIG). Scanning electron microscopy data, optical and magnetic properties of the synthesized samples confirm the presence of the Bi:YIG contentin the opal lattice. It is shown that the samples exhibit the (111) stop band, and transmissivity of the threedimensional magnetophotonic crystals is defined by both the film lattice and the Bi:YIG content.

NSMM을 통한 Bi:YIG박막의 Bi농도에 따른 마이크로파 특성 연구

  • 이한주;윤영운;김태동;유형근;김송희;;이기진
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.142-142
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    • 2009
  • Bismuth-substituted yttrium iron garnet(Bi-YIG; $Bi_xY_{3-x}Fe_5O_{12}$, x=0, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0) thin films were fabricated on glass substrates using a metal organic decomposition (MOD) method. The dielectric property was measured by NSMM(Near-field scanning microwave microscopy) system that operating frequency is 4 Ghz. The obtained reflection coefficient $S_{11}$ of the Bi:YIG thin films with different bismuth concentration was increased as the bismuth concentration increased due to the lattice mismatch and vacancy of ions because of a lager ionic radius of bismuth ion than yttrium ion.

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Annealing Temperature Dependence of Magnetic and Optic Properties of Bi:YIG Films Deposited with Aerosol Deposition Method

  • Shin, Kwang-Ho;Mizoguchi, Masahiko;Inoue, Mitsuteru
    • Journal of Magnetics
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    • 제12권3호
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    • pp.129-132
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    • 2007
  • Bismuth-substituted yttrium iron garnet (Bi:YIG, $Bi_{0.5}Y_{2.5}Fe_5O_{12}$) films were deposited with aerosol deposition method and their magnetic and optical properties were investigated as a function of annealing temperature. Since the ceramic films deposited with aerosol deposition method have not a perfect crystal structure due to non-uniform internal stress occurred by mechanical collision during their deposition, the post annealing could be a key process to release its internal stress and to improve its micro structure for optimizing the magnetic and magneto-optic properties of films. The crystallinity of Bi: YIG film was improved with increase of annealing temperature, and the saturation magnetization increased up to 87 emu/cc at $800^{\circ}C$. The Faraday rotation increased up to $1.4deg/{\mu}m$ by annealing at $700^{\circ}C$ around the wavelength of $0.5{\mu}m$. The optical transmittance of the Bi:YIG film was also improved in visible region.