人工晶体学报 ›› 2026, Vol. 55 ›› Issue (9): 1371-1376.DOI: 10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2026.0051
傅昭澍(
), 王树贤(
), 路大治, 武奎, 于浩海(
), 张怀金
FU Zhaoshu(
), WANG Shuxian(
), LU Dazhi, WU Kui, YU Haohai(
), ZHANG Huaijin
摘要: 钇铁石榴石(Y3Fe5O12, YIG)晶体因优异的磁光性能,在光学通信与光子集成领域具有重要的应用价值。本文采用光学浮区法生长了YIG单晶,系统研究了生长气氛对YIG单晶光学质量的影响。结果表明,在空气和不同氧分压气氛下均可获得纯相石榴石结构,在纯O2气氛下所生长晶体在红外波段表现出更优的透过性能,透过率接近理论值(~75%)。这主要归因于生长过程中较高的氧分压有效抑制了Fe3+的变价现象。Fe 2p X射线光电子能谱分析进一步表明,空气气氛下生长的晶体中Fe2+相对含量高达62%(摩尔分数),而纯O2气氛下生长的晶体中Fe2+相对含量降至9%(摩尔分数),从化学态层面直接证实了氧分压对Fe3+变价的有效抑制,从而有利于高质量磁光晶体的制备。1 386 nm的磁光性能测试进一步证实,所制备YIG晶体具有良好的磁光调制性能,其法拉第旋转角可达225 (°)/cm。本研究为高质量铁基石榴石晶体的制备提供了一种可行路径,对推动相应磁光晶体功能器件的发展具有重要意义。
中图分类号: