Yttrium-Eisen-Granat-Schichten (YIG)
Einkristalline ferrimagnetische Materialien wie Yttrium-Eisen-Granat (YIG) und dessen isovalent-substituierte Homologe werden aufgrund ihrer sehr geringen Mikrowellenverluste für Bauelemente in der Mikrowellentechnik eingesetzt. Epitaktische YIG-Schichten können beispielsweise für elektronisch-abstimmbare Verzögerungsleitungen und Phasenschieber verwendet werden, die Schichtdicken im Mikrometerbereich erfordern. Weitere Anwendungsfelder können integrierte nichtreziproke Bauelemente wie z.B. magnetooptische Isolatoren und Zirkulatoren sowie Braggzellen-Modulatoren für die Integrierte Optik sein.
Aktuell werden international Anstrengungen unternommen, um diese Isolatorschichten als ein vielversprechendes Basismaterial für Spinwellen-Bauelemente (YIG-Magnonik) mit Mikro- und Nanostrukturen (Nano-Magnonik) in der Informationsverarbeitung zu entwickeln und über geeignete Schnittstellen mit elektronischen bzw. spintronischen Elementen zu verknüpfen. Die Miniaturisierung dieser Bauelemente erfordert Schichtdicken im Submikrometerbereich.
Mit unserer LPE-Beschichtungstechnik sind wir in der Lage, epitaktische Yttrium-Eisen-Granat-Schichten sowohl im Mikrometer- als auch im Submikrometerbereich herzustellen und über geeignete Substitution maßgeschneiderte Funktionsschichten zu entwickeln.
Epitaktisch hergestellte YIG-Schichten weisen eine hohe kristalline Qualität, glatte Oberflächen und optimierte Mikrowelleneigenschaften auf. Folgende YIG-Schichten können im Rahmen unserer F&E-Aktivitäten angeboten werden:
| YIG, wafer level | 1 inch | 3 inch |
|---|---|---|
| YIG on GGG substrate | Epitaxial grown, single crystalline | Epitaxial grown, single crystalline |
| Thickness (submicrometer range) | 100 nm, 200 nm | 100 nm, 200 nm |
| Thickness (micrometer range) | 1 µm, 5 µm, 10 µm | 1 µm, 2 µm |
| Surface roughness (RMS) | < 0.5 nm | < 0.5 nm |
| FMR linewidth (FWHM) | < 2 Oe (@10 GHz) | < 2 Oe (@10 GHz) |
| Thickness variation (80%, central) | < 1.5 % | < 0.7 % |
| Polishing | Two- and one-sided-coated | Two- and one-sided-coated |
| GGG thickness (substrate) | 0.5 ± 0.05 mm | 0.5 ± 0.05 mm |
Natürlich ist es auch möglich, die Dicke der YIG-Schichten kundenindividuell auszulegen.
