Polycrystalline $Y_{3}Fe_{5}O_{12}$ Garnet Films Grown by a Pulsed Laser Ablation Technique

엑시머 레이저 증착기술에 의한 $Y_{3}Fe_{5}O_{12}$ 다결정 박막 제조

$Y_{3}Fe_{5}O_{12}$ based garnet films(thin or thick) offer a great promise for the application of microwave communication components. We investigated the magnetic and crystallographic preperties of $Y_{3}Fe_{5}O_{12}$ thick films prepared by KrF eximer laser ablation of a stoichiometric garnet target. It was possible to obtain almost epitaxially oriented films on $Al_{2}O_{3}$(1102) plane. Although the crystalline quality depends on substrate temperature and $O_{2}$ partial pressure used($Po_{2}$), 4.1m thick films of $4{\pi}M_{s}=1300$ Gauss and $H_{c}=37.5$ Oe were obtained at the substrate temperature of $700^{\circ}C$ with the $Po_{2}$ of 100 mTorr after annealing the as-deposited films at $700^{\circ}C$ for 2 hours. These films are expected to be used for magnetostatic spin wave filters at narrow bandwidth frequency.

페리마그넷(Ferrimagnetic) $Y_{3}Fe_{5}O_{12}$(Garnet) 박막 또는 후막은 초고주파 대역에서 사용하는 통신부품의 소자로서 핵심 역할을 하고 있다. 본 연구에서는 요즘 신기술로 소개된 펄스 레이저 증착기술(Laser Ablation Technique)에 의하여 가넷의 표준조성인 $Y_{3}Fe_{5}O_{12}$ 후막을 에피성장 시키는데 성공하였다. KrF 가스를 사용한 Eximer 레이저를 10 Hz의 펄스주파수로 $Al_{2}O_{3}$(1102) 면에서 거의 집합조직의 에피후막을 성장시켰다. 후막의 자기특성 및 성장 양상은 사용한 기판 및 기판온도와 산소분압에 따라 결정되지만 본 연구에서 얻어진 최적의 자기특성은 가넷두께 $4.1\;\mu\textrm{m}$에서 $4{\pi}M_{s}=1300$ Gauss, $H_{c}=37.5$ Oe 의 값을 산소분압 100 mTorr 및 기판온도 $600^{\circ}C$에서 증착한 후 $700^{\circ}C$에서 2시간 소둔처리하여 최적값을 얻을 수가 있었다. 이러한 가넷후막은 협대역 주파수 범위에서 Magnetostatic Spin Wave 원리를 이용한 Filter로 사용 가능하다.