희토류 자기 광학 재료
자기광학재료란 자외선~적외선 대역에서 자기광학 효과를 갖는 광정보 기능성 소재를 말한다. 희토류 자기광학소재는 자기광학 특성과 빛, 전기, 자성의 상호작용 및 변환을 활용하여 다양한 기능을 갖춘 광학소자로 만들 수 있는 새로운 형태의 광정보 기능성 소재입니다. 변조기, 절연기, 순환기, 광자기 스위치, 편향기, 위상 시프터, 광 정보 프로세서, 디스플레이, 메모리, 레이저 자이로 바이어스 미러, 자력계, 광자기 센서, 인쇄 기계, 비디오 레코더, 패턴 인식 기계, 광 디스크 등 , 광 도파관 등
희토류 자기광학의 원천
그만큼희토류 원소강한 자성의 원천인 채워지지 않은 4f 전자층으로 인해 보정되지 않은 자기 모멘트를 생성합니다. 동시에, 이는 광 여기의 원인인 전자 전이로 이어져 강력한 자기 광학 효과를 가져올 수도 있습니다.
순수 희토류 금속은 강한 자기 광학 효과를 나타내지 않습니다. 희토류 원소를 유리, 복합결정, 합금막 등 광학재료에 도핑해야만 희토류 원소의 강한 자기광학 효과가 나타난다. 일반적으로 사용되는 자기광학 재료는 (REBi) 3 (FeA) 5O12 가넷 결정(A1, Ga, Sc, Ge, In과 같은 금속 원소), RETM 비정질 필름(Fe, Co, Ni, Mn)과 같은 전이족 원소입니다. ) 및 희토류 안경.
자기광학결정
자기광학 결정은 자기광학 효과를 갖는 결정 물질입니다. 자기광학 효과는 결정 물질의 자성, 특히 물질의 자화 강도와 밀접한 관련이 있습니다. 따라서 일부 우수한 자성 재료는 이트륨 철 가넷 및 희토류 철 가넷 결정과 같이 우수한 자기 광학 특성을 갖는 자기 광학 재료인 경우가 많습니다. 일반적으로 더 나은 자기 광학 특성을 가진 결정은 강자성 및 페리자성 결정입니다. 예를 들어 EuO 및 EuS는 강자성체이고, 이트륨 철 가넷 및 비스무스 도핑된 희토류 철 가넷은 페리자성체입니다. 현재 이 두 가지 유형의 결정, 특히 철자성 결정이 주로 사용됩니다.
희토류 철석류석 자기광학소재
1. 희토류 철석류석 자기광학재료의 구조적 특성
가넷계 페라이트 소재는 현대에 들어 급속히 발전하고 있는 새로운 형태의 자성 소재이다. 그 중 가장 중요한 것은 일반적으로 RE3Fe2Fe3O12(RE3Fe5O12로 약칭할 수 있음)로 불리는 희토류 철 가넷(자성 가넷이라고도 함)입니다. 여기서 RE는 이트륨 이온(일부는 Ca, Bi 플라즈마로 도핑됨), Fe입니다. Fe2의 이온은 In, Se, Cr 플라즈마로 대체될 수 있고, Fe의 Fe 이온은 A, Ga 플라즈마로 대체될 수 있습니다. 지금까지 생산된 단일희토류철가넷은 총 11종이며, 가장 대표적인 것이 Y3Fe5O12(약칭 YIG)이다.
2. 이트륨철석류석 자기광학재료
이트륨 철 가넷(YIG)은 1956년 Bell Corporation에서 강력한 자기 광학 효과를 지닌 단결정으로 처음 발견되었습니다. 자화 이트륨 철 석류석(YIG)은 초고주파 분야에서 다른 페라이트보다 자기 손실이 몇 배나 낮아 정보 저장 재료로 널리 사용됩니다.
3. 고농도로 도핑된 Bi 시리즈 희토류 철석류 마그네토 광학 소재
광통신 기술이 발전함에 따라 정보 전송 품질과 용량에 대한 요구 사항도 높아지고 있습니다. 재료 연구의 관점에서, 절연체의 핵심인 자기광학 재료의 성능을 향상시켜 패러데이 회전이 작은 온도 계수와 큰 파장 안정성을 갖게 하여 장치 절연의 안정성을 향상시키는 것이 필요합니다. 온도와 파장이 변합니다. 고농도로 도핑된 Bi 이온 계열 희토류 철 가닛 단결정 및 박막이 연구의 초점이 되었습니다.
Bi3Fe5O12(BiG) 단결정 박막은 통합형 소형 자기 광학 절연체 개발에 대한 희망을 가져옵니다. 1988년에 T Kouda et al. 반응성 플라즈마 스퍼터링 증착법 RIBS(reaction lon bean sputtering)를 이용하여 최초로 Bi3FesO12(BiIG) 단결정박막을 얻었다. 이후 미국, 일본, 프랑스 등에서는 다양한 방법을 통해 Bi3Fe5O12 및 Bi가 많이 도핑된 희토류 철 가넷 자기광학 필름을 성공적으로 획득했습니다.
4. Ce 도핑된 희토류 철석류석 자기광학재료
Ce 도핑된 희토류 철 가닛(Ce:YIG)은 YIG 및 GdBiIG와 같이 일반적으로 사용되는 재료와 비교하여 큰 패러데이 회전 각도, 낮은 온도 계수, 낮은 흡수율 및 저렴한 비용의 특성을 가지고 있습니다. 현재 가장 유망한 새로운 유형의 패러데이 회전 자기 광학 재료입니다.
희토류 자기광학재료의 응용
자기 광학 결정 소재는 상당한 순수 패러데이 효과, 파장에서의 낮은 흡수 계수, 높은 자화 및 투자율을 가지고 있습니다. 주로 광 절연체, 광 비가역 부품, 광자기 메모리 및 광자기 변조기, 광섬유 통신 및 통합 광 장치, 컴퓨터 저장, 논리 연산 및 전송 기능, 광자기 디스플레이, 광자기 기록, 새로운 마이크로파 장치의 생산에 사용됩니다. , 레이저 자이로스코프 등. 광자기 결정 소재의 지속적인 발견으로 응용 및 제조할 수 있는 소자의 범위도 늘어날 것입니다.
(1) 광 아이솔레이터
광섬유 통신과 같은 광학 시스템에는 광 경로에 있는 다양한 구성 요소의 반사 표면으로 인해 레이저 광원으로 되돌아오는 빛이 있습니다. 이 빛은 레이저 소스의 출력 광도를 불안정하게 만들어 광 노이즈를 유발하고 광섬유 통신에서 신호의 전송 용량과 통신 거리를 크게 제한하여 광학 시스템 작동을 불안정하게 만듭니다. 광 아이솔레이터는 단방향 빛만 통과시키는 수동형 광학 장치로, 작동 원리는 패러데이 회전의 비가역성을 기반으로 합니다. 광섬유 에코를 통해 반사된 빛은 광학 절연체에 의해 잘 격리될 수 있습니다.
(2) 광자기 전류 테스터
현대 산업의 급속한 발전으로 인해 전력망의 전송 및 감지에 대한 요구 사항이 높아졌으며 기존의 고전압 및 고전류 측정 방법은 심각한 문제에 직면하게 됩니다. 광섬유 기술 및 재료 과학의 발전으로 광자기 전류 테스터는 뛰어난 절연 및 간섭 방지 기능, 높은 측정 정확도, 손쉬운 소형화 및 잠재적 폭발 위험이 없기 때문에 광범위한 주목을 받았습니다.
(3) 전자레인지 장치
YIG는 좁은 강자성 공명선, 치밀한 구조, 우수한 온도 안정성, 고주파수에서의 특성 전자기 손실이 매우 작은 특성을 가지고 있습니다. 이러한 특성으로 인해 고주파 합성기, 대역 통과 필터, 발진기, AD 튜닝 드라이버 등과 같은 다양한 마이크로파 장치를 만드는 데 적합합니다. X선 대역 이하의 마이크로파 주파수 대역에서 널리 사용되었습니다. 또한, 광자기 결정은 링형 장치 및 광자기 디스플레이와 같은 광자기 장치로 만들어질 수도 있습니다.
(4) 자기광학메모리
정보 처리 기술에서는 정보를 기록하고 저장하기 위해 광자기 매체가 사용됩니다. 자기광저장장치는 광저장장치의 대용량과 자유로운 교환이 가능한 특성은 물론, 자기저장장치의 지울 수 있는 재작성, 자기하드드라이브와 유사한 평균 접근속도 등의 장점을 갖춘 광저장장치 분야의 선두주자이다. 비용 성능 비율은 광자기 디스크가 선두를 달리게 될 수 있는지 여부를 결정하는 핵심이 될 것입니다.
(5) TG 단결정
TGG는 Fujian Fujing Technology Co., Ltd.(CASTECH)가 2008년에 개발한 결정입니다. 주요 장점: TGG 단결정은 자기 광학 상수가 크고, 열 전도성이 높으며, 광학 손실이 낮고, 레이저 손상 임계값이 높습니다. YAG, T-doped sapphire 등 다단계 증폭, 링, 시드 주입 레이저에 널리 사용됩니다.
게시 시간: 2023년 8월 16일