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1、2003年12月湖南师范大学自然科学学报Vol.26No.4第26卷第4期JourNatScieHunanNormUnivDec.,2003XCe:YIG磁光薄膜磁光效应机理研究123梅延玲,胡华安,贺长建(1.湖北民族学院电子工程与应用物理系,中国恩施445000;2.军事经济学院军用物资系,中国武汉430035;3.江汉大学卫生技术学院,中国武汉430016)3+3+3+摘要:在对Ce:YIG的电子结构计算的基础上,得出了Ce的掺入,Ce的5d、4f电子以及Fe3d电子之间3+3+形成了自旋2轨道劈裂较大的杂化轨道,同时存在Fe(3d
2、)→Ce(4f)的电子跃迁,它们对磁光效应有重要的贡献,是1.5eV和2.1eV两个跃迁中心的来源,在1.0～3.2eV范围内,分别对不同的掺Ce量的光吸收谱及磁光优值进行了计算,结果与实验符合较好.关键词:Ce:YIG磁光薄膜;磁光效应;电子跃迁中图分类号:O441.2文献标识码:A文章编号:100022537(2003)0420042205AStudyontheMechanismoftheMagaeto2opticEffectsofCe:YIGMagneto2opticThinFimls123MEIYan2ling,HUHua2an,
3、HEChang2jian(1.DepartmentofElectricalEngineeringandAppliedPhysics,HubeiInstituteforNationalities,Enshi445000,China;2.DepartmentofArmyGoodsandMateriats,WuhanInstituteofEconomics,Wuhan430035,China;3.CollegeofHealthandTechnologyNewJianghanUniversity,Wuhan430016,China)3+Abstr
4、act:Thecoupleorbitsamong5d,4f,and3dorbitsareexistentbecauseofthesubstitutionofCeionaccord2ingtothecalculationofelectronicstructureofCe:YIG.Thecoupleorbitshavelargespin2orbitinteraction.Thecalcula23+3+tionresultsalsoshowthatthereareelectronictransitionsFe(3d)→Ce(4f)thatmab
5、etheoriginoftransitioncentersof1.5eVand2.1eVshownthelargeopticalabsorption.Thedensityoftransitioncenterisproportionaltoceriumcont2ent.TheopticalabsorptionspectraandmagnetoopticmeritofY32xCexFe5O8onx=0.3,0.7arecalculatedrespectivelybetween1.0～3.2eV.Calculatedresultsarecons
6、istentwithexperimentaldata.Keywords:Ce:YIG;magnetoopticthinfilms;nagnetoopticaeffect;electronictransition随着光通信技术和光信息处理技术的发展,对以磁光效应为基础的非互易器件的需求量越来越大.以磁性石榴石为基础的系列磁光薄膜在光通信波段具有低的光损耗及强的法拉第旋转,特别适合于制作光通信中的非互易器件.与通用的YIG,GdBiIG等材料相比,掺Ce钇铁石榴石(Ce:YIG)具有更大的法拉第旋转,掺铈钇铁石榴石磁光薄膜其法拉第效应比掺Bi
7、系列磁光薄膜大5～6倍,使得掺铈钇铁石榴石磁光薄膜成为最具发展前途的新型磁光材料之一,在光通讯和光信息处理领域有着广阔的发展前景.磁光薄膜最重要的参数是法拉第旋转角和光吸收,它们是直接影响磁光器件性能的最重要的参数.考虑到光学器件实际应用上的需要,薄膜材料必须具有低的光吸收,因此,有必要深入分析Ce掺入对钇铁石榴石光吸收影响的机理.通过对掺铈石榴石的法拉第效应增大机制以及光损耗机制的研究,从理论上获得降低薄膜的光损耗的途经,提高X收稿日期:2003208227基金项目:国家自然科学基金资助项目(59702006)作者简介:梅延玲(1957
8、2),女,湖北恩施人,湖北民族学院信息工程学院副教授.主要研究磁光薄膜理论.©1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Al
