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磁光材料是指在可见和红外光波段具有磁光效应的光信息功能材料。可以用来制作各种光学器件,如磁光隔离栅、偏转器、调制器、存储器等功能器件。随着光信息处理、光通信和集成光学产业的迅速发展,从而对磁光材料及器件的需求越来越大,同时要求也越来越高。传统的磁光材料YIG(钇铁石榴石)以及稀土置换元素的石榴石结构磁光晶体,用来制作出的磁光隔离栅、磁光开关、以及磁光传感器等光学器件,广泛的应用于光纤通信领域。为了满足高性能的磁光器件,以及要满足其小型化、集成化的要求,迫切需要开发快响应高敏感的磁光晶体。近年来GdFeO3晶体以其优良的性能,引起了人们极大的关注。然而自然界的大部分物质都是以微晶形式存在的,像天然的具有完整结构而且大尺寸的宝石则少之甚少,远远满足不了人们需求,所以人们在积极探索人工的方法合成和生长新的晶体。由于GdFeO3熔点高达1700℃以及其熔体特殊性质,导致其单晶在生长方面存在很大困难。长期以来,GdFeO3晶体生长方法主要是纳米晶体的生长,以及薄膜的生长,以及助熔剂法生长的小尺寸的微晶。迄今为止国内外都很难生长出高质量大尺寸的GdFeO3晶体。本文在调研大量文献的基础上,立足于光学浮区法生长技术上,系统研究了GdFeO3晶体生长过程中所用到的粉体和原料棒制备、晶体的生长、晶体缺陷分析以及晶体的磁学性能。在光学浮区法生长单晶过程中,制备成分组织均匀、结构致密的多晶棒料(原料棒)是生长高质量晶体最为关键的第一步。采用传统的固相反应法制备GdFeO3粉体和多晶料。固相反应法采用Gd203和Fe203为原料,经多次预烧,1400℃以上高温烧结得到单一相的GdFeO3多晶料。采用光学浮区法,先后进行了自发形核和带籽晶生长GdFeO3晶体,并讨论了熔区形状,熔区稳定性,生长速度,旋转速度,以及原料棒直径等各种因素影响。通过大量的晶体生长实验过程,确定了稳定生长GdFeO3晶体的工艺条件。研究了GdFeO3晶体的外表面生长条纹和晶体开裂等缺陷,深入研究了上述缺陷以及产生的原因，并在此基础上提出来有效减少和控制缺陷的方法,优化了生长工艺,提高了GdFeO3晶体的质量。同时利用X射线定向仪定出了a、b、c三个方向,并分析了GdFeO3单晶的磁学性能。