JP2003252618A - Magnetic nanoparticle, method for producing the same, and magnetic nanoparticle thin film - Google Patents
Magnetic nanoparticle, method for producing the same, and magnetic nanoparticle thin filmInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 磁気記録材料としての更なる機能向上が図ら
れた磁気ナノ微粒子を提供すること。
【解決手段】 MXp・nH2O(M:遷移金属または
希土類金属、X:全てのハロゲン元素、pおよびn:0
を含む全ての正の実数)を含む溶液とNa2SiO3・
mH2O(m:0を含む全ての正の実数)を含む溶液を
均一混合することで生成する沈殿物を焼成して得られる
アモルファスSiO2+MiOj(i,jは1〜9の整
数)からなる磁気ナノ微粒子であって、個々のMiOj
ナノ微粒子がアモルファスSiO2網状膜によって分離
された状態で保持されていることを特徴とする。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To provide magnetic nanoparticles having further improved functions as a magnetic recording material. SOLUTION: MX p · nH 2 O (M: transition metal or rare earth metal, X: all halogen elements, p and n: 0)
And a solution containing Na 2 SiO 3.
Amorphous SiO 2 + M i O j (i, j is 1 to 9) obtained by calcining a precipitate formed by uniformly mixing a solution containing mH 2 O (all positive real numbers including m: 0). Integers), each M i O j
The present invention is characterized in that the nanoparticles are held in a state separated by an amorphous SiO 2 network film.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、超高密度磁気記録
再生装置の超高密度記録媒体として超高密度記録の実現
を可能とする、磁気ナノ微粒子及びその製造方法並びに
磁気ナノ微粒子薄膜に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic nanoparticle, a method for producing the same, and a magnetic nanoparticle thin film capable of realizing ultrahigh density recording as an ultrahigh density recording medium of an ultrahigh density magnetic recording / reproducing apparatus.
【0002】[0002]
【従来の技術】ナノメートルスケールの微粒子は、従来
にない新たな特異な物性をもたらし、機能材料としての
高性能化が期待できることから、種々の物質についてそ
の探求がなされている。例えば、近年、高度情報化社会
へと発展するに伴い、情報の高密度記録が要望され、強
磁性鉄酸化物の微粒子を用いた超高密度磁気記録が開発
された。しかし、この磁気記録用強磁性微粒子は、その
粒径が10nmよりも大きく、磁気記録としてTB(テ
ラバイト)レベルでの超高密度化は不可能であった。従
来の製造方法により得られる磁気記録テープ中の微粒
子、例えばCoCrTa微粒子は直径30nm程度あ
る。本発明者らは、かかる点に鑑み、これまでに種々の
検討を行い、磁気記録としてTBレベルでの超高密度化
を可能とする、粒径が10nm以下の磁気ナノ微粒子の
製造方法を確立した(特開2001−261334号公
報参照)。この方法は、MXp・nH2O(M:遷移金
属または希土類金属、X:全てのハロゲン元素、pおよ
びn:0を含む全ての正の実数)を含む溶液と、Na2
SiO3・mH2O(m:0を含む全ての正の実数)を
含む溶液を湿式混合し、静置して沈殿物を生成させ、こ
の沈殿物を洗浄し、乾燥してから焼成して磁気ナノ微粒
子をアモルファスSiO2+MiOj酸化物(i,jは
1〜9の整数)として得るというものである。2. Description of the Related Art Nanometer-scale fine particles bring about new and unique physical properties that have never been seen and can be expected to have high performance as a functional material. Therefore, various substances have been sought. For example, in recent years, with the development of an advanced information society, there has been a demand for high-density recording of information, and ultra-high-density magnetic recording using fine particles of ferromagnetic iron oxide has been developed. However, the particle size of the ferromagnetic fine particles for magnetic recording was larger than 10 nm, and it was impossible to achieve ultra-high density at the TB (terabyte) level as magnetic recording. Fine particles in the magnetic recording tape obtained by the conventional manufacturing method, for example, CoCrTa fine particles, have a diameter of about 30 nm. In view of this point, the present inventors have conducted various studies so far and established a method for producing magnetic nanoparticles having a particle diameter of 10 nm or less, which enables ultra-high density at the TB level for magnetic recording. (See JP 2001-261334 A). This method includes a solution containing MX p · nH 2 O (M: transition metal or rare earth metal, X: all halogen elements, all positive real numbers including p and n: 0), and Na 2
A solution containing SiO 3 · mH 2 O (all positive real numbers including m: 0) was wet-mixed and allowed to stand to produce a precipitate, which was washed, dried and then calcined. The magnetic nanoparticles are obtained as amorphous SiO 2 + M i O j oxide (i and j are integers of 1 to 9).
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記の磁気ナノ微粒子
の製造方法は、ユニークかつ簡易であることに加え、量
産化の場合の経済性にも優れていることから、早期の実
用化が期待されるところである。しかし、磁気記録に関
連した業界の性能向上スピードから考えると、磁気ナノ
微粒子についての更なる機能向上が要求される。そのた
めには、製造条件の最適化などを行い、室温で高い保磁
力と残留磁化を有する磁気ナノ微粒子を凝集させること
なく分離して保持する方法を確立しなければならない。Since the above-mentioned method for producing magnetic nanoparticles is unique and simple, and is economical in mass production, it is expected to be put into practical use at an early stage. This is where However, considering the speed of performance improvement in the industry related to magnetic recording, further improvement in the function of magnetic nanoparticles is required. For that purpose, it is necessary to optimize the production conditions and establish a method of separating and holding magnetic nanoparticles having a high coercive force and remanent magnetization at room temperature without aggregating them.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明は、磁気記録材料
としての更なる機能向上が図られた磁気ナノ微粒子を提
供することを目的とするものであり、かかる点に鑑みて
なされた本発明の磁気ナノ微粒子は、請求項1記載の通
り、MXp・nH2O(M:遷移金属または希土類金
属、X:全てのハロゲン元素、pおよびn:0を含む全
ての正の実数)を含む溶液とNa2SiO3・mH2O
(m:0を含む全ての正の実数)を含む溶液を均一混合
することで生成する沈殿物を焼成して得られるアモルフ
ァスSiO 2+MiOj(i,jは1〜9の整数)から
なる磁気ナノ微粒子であって、個々のMiOjナノ微粒
子がアモルファスSiO2網状膜によって分離された状
態で保持されていることを特徴とする。また、請求項2
記載の磁気ナノ微粒子は、請求項1記載の磁気ナノ微粒
子において、MiOjナノ微粒子がFe2O3ナノ微粒
子であることを特徴とする。また、請求項3記載の磁気
ナノ微粒子は、請求項1記載の磁気ナノ微粒子におい
て、MiOjナノ微粒子がCoドーピングされたFe2
O3ナノ微粒子であることを特徴とする。また、請求項
4記載の磁気ナノ微粒子は、請求項2又は3記載の磁気
ナノ微粒子において、Fe2O3ナノ微粒子がγ−Fe
2O3とα−Fe2O3との共存ナノ微粒子であること
を特徴とする。また、請求項5記載の磁気ナノ微粒子
は、請求項1記載の磁気ナノ微粒子において、MiOj
ナノ微粒子がNiOナノ微粒子であることを特徴とす
る。また、請求項6記載の発明は、請求項2記載の磁気
ナノ微粒子の製造方法であって、FeX2・nH2O
(X:全てのハロゲン元素、n:0を含む全ての正の実
数)を含む溶液とNa2SiO3・mH2O(m:0を
含む全ての正の実数)を含む溶液を均一混合し、静置し
て沈殿物を生成させ、この沈殿物を洗浄し、乾燥してか
ら780℃〜800℃で焼成することを特徴とする。ま
た、請求項7記載の発明は、請求項3記載の磁気ナノ微
粒子の製造方法であって、FeX2・nH2O(X:全
てのハロゲン元素、n:0を含む全ての正の実数)を含
む溶液とNa2SiO3・mH2O(m:0を含む全て
の正の実数)を含む溶液を混合した後、CoX2・qH
2O(X:全てのハロゲン元素、q:0を含む全ての正
の実数)を含む溶液を添加して均一混合し、静置して沈
殿物を生成させ、この沈殿物を洗浄し、乾燥してから8
00℃〜850℃で焼成することを特徴とする。また、
請求項8記載の発明は、請求項5記載の磁気ナノ微粒子
の製造方法であって、NiX2・nH2O(X:全ての
ハロゲン元素、n:0を含む全ての正の実数)を含む溶
液とNa2SiO3・mH2O(m:0を含む全ての正
の実数)を含む溶液を均一混合し、静置して沈殿物を生
成させ、この沈殿物を洗浄し、乾燥してから650℃〜
1000℃で焼成することを特徴とする。また、本発明
の磁気ナノ微粒子薄膜は、請求項9記載の通り、請求項
1記載の磁気ナノ微粒子を含有することを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a magnetic recording material.
Magnetic nano-particles with improved functions
It is intended to be provided, and in view of such points
The magnetic nano-particles of the present invention made according to claim 1.
And MXp・ NHTwoO (M: transition metal or rare earth gold
Genus, X: all halogen elements, all including p and n: 0
Positive real number) and NaTwoSiOThree・ MHTwoO
Uniformly mix the solution containing (all positive real numbers including m: 0)
Amorph obtained by firing the precipitate generated by
As SiO Two+ MiOj(I and j are integers from 1 to 9)
Magnetic nano-particlesiOjNano particles
Amorphous SiOTwoSeparated by reticulated membrane
It is characterized in that it is held in a state. In addition, claim 2
The magnetic nanoparticle according to claim 1 is the magnetic nanoparticle according to claim 1.
In the child, MiOjFe nanoparticlesTwoOThreeNano particles
Characterized by being a child. Further, the magnetism according to claim 3.
The nanoparticles are the magnetic nanoparticles according to claim 1.
MiOjFe Co-doped with nanoparticlesTwo
OThreeIt is characterized by being nanoparticles. Also, the claims
The magnetic nanoparticle according to claim 4 is the magnetic nanoparticle according to claim 2 or 3.
In nanoparticles, FeTwoOThreeNano particles are γ-Fe
TwoOThreeAnd α-FeTwoOThreeCoexisting with nano particles
Is characterized by. Further, the magnetic nanoparticle according to claim 5.
Is M in the magnetic nanoparticles according to claim 1,iOj
Characterized in that the nanoparticles are NiO nanoparticles
It The invention according to claim 6 is the magnetic according to claim 2.
A method for producing nanoparticles, comprising FeXTwo・ NHTwoO
(X: all halogen elements, all positive fruits including n: 0
Number) and NaTwoSiOThree・ MHTwoO (m: 0
(Including all positive real numbers), mix evenly and let stand.
To form a precipitate, wash the precipitate and dry.
And calcination at 780 ° C. to 800 ° C. Well
The invention according to claim 7 is the magnetic nanoparticle according to claim 3.
A method for producing particles, comprising FeXTwo・ NHTwoO (X: All
All halogen elements, all positive real numbers including n: 0)
Solution and NaTwoSiOThree・ MHTwoO (all including m: 0
Positive real number) and then CoXTwo・ QH
TwoO (X: all halogen elements, all positive including q: 0
Solution) and mix evenly, leave to settle.
The precipitate is formed, the precipitate is washed, dried and then 8
It is characterized by firing at 00 ° C to 850 ° C. Also,
The invention according to claim 8 is the magnetic nanoparticle according to claim 5.
The manufacturing method ofTwo・ NHTwoO (X: All
Halogen element, all positive real numbers including n: 0)
Liquid and NaTwoSiOThree・ MHTwoO (all positives including m: 0
Solution) containing the same number) and then left to stand to form a precipitate.
The precipitate is washed, dried and dried at 650 ° C.
It is characterized by firing at 1000 ° C. Also, the present invention
The magnetic nanoparticle thin film according to claim 9,
1. The magnetic nanoparticles according to 1 are contained.
【0005】[0005]
【発明の実施の形態】本発明の磁気ナノ微粒子は、MX
p・nH2O(M:遷移金属または希土類金属、X:全
てのハロゲン元素、pおよびn:0を含む全ての正の実
数)を含む溶液とNa2SiO3・mH2O(m:0を
含む全ての正の実数)を含む溶液を均一混合することで
生成する沈殿物を焼成して得られるアモルファスSiO
2+M iOj(i,jは1〜9の整数)からなる磁気ナ
ノ微粒子であって、個々のMiOjナノ微粒子がアモル
ファスSiO2網状膜によって分離された状態で保持さ
れていることを特徴とするものである。従来の製造方法
により得られる磁気微粒子は、生成後そのまま置いてお
くと、凝集して数百個以上の単位の微粒子からなる塊に
なってしまった。従って、この現象を阻止するために
は、微粒子生成後に個々の微粒子を隔離膜で被覆する工
程を必要としたが、その効果は必ずしも満足できるもの
ではなく、せいぜい数十個の単位の微粒子集団を形成す
るに至るまで分離することができるに過ぎなかった。よ
って、従来の磁気記録材料においては、当該集団が最小
単位であったので、当該集団1つに対して1つの情報を
記録することしかできなかった。そのため、2.5イン
チ・ハードディスクの記憶容量に換算して数十ギガバイ
ト程度が磁気記録材料の性能限界であると考えられてい
た。本発明者らが確立した前述の特開2001−261
334号公報記載の製造方法は、磁気記録材料の性能を
大きく飛躍させるものであるが、本発明の磁気微粒子
は、生成当初から個々の微粒子がアモルファスSiO2
網状膜によって分離された状態で保持されているので、
個々の微粒子に対して隔離膜で被覆する工程を必要とす
ることもなく、磁気微粒子1つに対して1つの情報を記
録することができる。従って、磁気記録材料としての更
なる機能向上が図られている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The magnetic nanoparticles of the present invention are MX
p・ NHTwoO (M: transition metal or rare earth metal, X: all
All positive elements including all halogen elements, p and n: 0
Number) and NaTwoSiOThree・ MHTwoO (m: 0
By including a solution containing all positive real numbers)
Amorphous SiO obtained by firing the formed precipitate
Two+ M iOj(I and j are integers from 1 to 9)
Fine particles that are individual MiOjAmorphous nanoparticles
Fas SiOTwoHolds separated by a reticular membrane
It is characterized by being. Conventional manufacturing method
The magnetic fine particles obtained by
When aggregated, it aggregates into lumps consisting of several hundred or more units of fine particles.
It is had. Therefore, in order to prevent this phenomenon
Is a process of coating individual particles with an isolation film after particle generation.
However, the effect is always satisfactory.
Rather, form a population of fine particles of at most tens of units
It could only be separated up to the end. Yo
Therefore, in the conventional magnetic recording material, the population is the smallest.
Since it was a unit, one information item for each group
I could only record it. Therefore, 2.5 in
Tens of gigabytes converted to the storage capacity of the hard disk
Is considered to be the performance limit of magnetic recording materials.
It was The above-mentioned JP 2001-261A established by the present inventors.
The manufacturing method described in Japanese Patent No. 334 discloses performance of magnetic recording materials.
The magnetic fine particles of the present invention make a big leap.
The individual fine particles are amorphous SiO from the beginning of formation.Two
Since it is held in a separated state by the mesh film,
Requires a step of covering each individual particle with an isolation film
No information is recorded for each magnetic particle.
Can be recorded. Therefore, as a magnetic recording material,
The following functions are being improved.
【0006】本発明の磁気ナノ微粒子を構成するMiO
jナノ微粒子におけるMは、Cr,Fe,Co,Niな
どから選ばれる。個々のMiOjナノ微粒子は単一の強
磁性磁区を形成し、室温でのHc(保磁力)は従来のも
のより大きい。さらに、例えば、Si、Co、Osなど
によりドーピングすれば、Hcの増加が可能となる。M i O constituting the magnetic nanoparticles of the present invention
M in the j nanoparticles is selected from Cr, Fe, Co, Ni and the like. The individual M i O j nanoparticles form a single ferromagnetic domain, and the Hc (coercive force) at room temperature is larger than that of the conventional one. Further, Hc can be increased by doping with, for example, Si, Co, Os or the like.
【0007】本発明の磁気ナノ微粒子の代表的な製造方
法について、その概略を以下に述べる。まず、金属ハロ
ゲン化物MXp・nH2Oを含む溶液と(メタ)珪酸ナ
トリウムNa2SiO3・mH2Oを含む溶液を、例え
ば、室温で所定時間均一混合してから所定時間静置する
ことで、アモルファスSiO2網状膜中に金属水酸化物
Mi(OH)jナノ微粒子が分散した沈殿物を得る。M
Xp・nH2OとNa 2SiO3・mH2Oの混合は等
モルで行うことが好ましい。得られた沈殿物は洗浄して
から乾燥することにより、ガラス状塊になる。これを粉
砕した後、空気雰囲気下で焼成することにより、金属水
酸化物Mi(OH)jナノ微粒子を金属酸化物MiOj
ナノ微粒子に変化させる。この際の焼成温度を最適化す
ることで、個々のMiOjナノ微粒子がアモルファスS
iO2網状膜によって分離された状態で保持された磁気
ナノ微粒子とする。最適な焼成温度とは、例えば、Mi
O jナノ微粒子がFe2O3ナノ微粒子である場合には
780℃〜800℃である。この温度で焼成した場合、
Fe2O3ナノ微粒子は室温で高い保磁力と残留磁化を
有するγ−Fe2O3とα−Fe2O3との共存ナノ微
粒子からなる。また、NiOナノ微粒子である場合には
650℃〜1000℃である。なお、焼成時間は3時間
以上とすることが好ましい。A typical method for producing the magnetic nanoparticles of the present invention
The outline of the method will be described below. First, metal halo
Genide MXp・ NHTwoO-containing solution and (meth) silicate
Thorium NaTwoSiOThree・ MHTwoFor example, a solution containing O
For example, mix at room temperature for a specified time and then leave it for a specified time.
By this, amorphous SiOTwoMetal hydroxide in reticulated film
Mi(OH)jA precipitate in which nanoparticles are dispersed is obtained. M
Xp・ NHTwoO and Na TwoSiOThree・ MHTwoO mixture is equal
It is preferably carried out in molar amounts. Wash the resulting precipitate
When dried from, it becomes a glassy mass. Powder this
After crushing, baking in an air atmosphere gives
Oxide Mi(OH)jNano-particles as metal oxide MiOj
Change to nanoparticles. Optimize firing temperature at this time
Individual MiOjAmorphous S nanoparticles
iOTwoMagnetism held separated by a reticulated membrane
Use nanoparticles. The optimum firing temperature is, for example, Mi
O jFe nanoparticlesTwoOThreeIn case of nanoparticles
It is 780 ° C to 800 ° C. When fired at this temperature,
FeTwoOThreeNanoparticles have high coercive force and remanent magnetization at room temperature.
Having γ-FeTwoOThreeAnd α-FeTwoOThreeCoexistence with nano
Composed of particles. Further, in the case of NiO nanoparticles,
It is 650 ° C to 1000 ° C. The firing time is 3 hours
The above is preferable.
【0008】MiOjナノ微粒子がCoドーピングされ
たFe2O3ナノ微粒子である磁気ナノ微粒子は、例え
ば、FeCl2・4H2Oを含む溶液とNa2SiO3
・9H2Oを含む溶液を混合した後、CoCl2・6H
2Oを含む溶液を添加し、例えば、室温で所定時間均一
混合してから所定時間静置することで、アモルファスS
iO2網状膜中にCoxFe1−x(OH)3ナノ微粒
子が分散した沈殿物を得る。FeCl2・4H2OとN
a2SiO3・9H2OとCoCl2・6H2Oの混合
は、Co/Feのモル比で0.05〜0.5、Si/
(Fe+Co)のモル比で0.9〜1.1で行うことが
好ましい。得られた沈殿物は洗浄してから乾燥すること
により、ガラス状塊になる。これを粉砕した後、空気雰
囲気下で焼成することにより、CoxFe1−x(O
H)3ナノ微粒子を(CoxFe1− x)iOjナノ微
粒子、即ち、CoドーピングされたFe2O3ナノ微粒
子に変化させる。この際の焼成温度を800℃〜850
℃とすることで、個々のCoドーピングされたFe2O
3ナノ微粒子がアモルファスSiO2網状膜によって分
離された状態で保持された磁気ナノ微粒子とする。上記
の温度で焼成した場合、Fe2O3ナノ微粒子は室温で
高い保磁力と残留磁化を有するγ−Fe2O3とα−F
e2O3との共存ナノ微粒子からなる。なお、焼成時間
は3時間以上とすることが好ましい。Magnetic nanoparticles, which are Fe 2 O 3 nanoparticles in which M i O j nanoparticles are Co-doped, are, for example, a solution containing FeCl 2 .4H 2 O and Na 2 SiO 3.
After mixing the solution containing 9H 2 O, CoCl 2 · 6H
A solution containing 2 O is added to the amorphous S, for example, by uniformly mixing at room temperature for a predetermined time and then allowing it to stand for a predetermined time.
A precipitate in which Co x Fe 1-x (OH) 3 nanoparticles are dispersed in the iO 2 network film is obtained. FeCl 2 · 4H 2 O and N
The mixture of a 2 SiO 3 .9H 2 O and CoCl 2 .6H 2 O has a Co / Fe molar ratio of 0.05 to 0.5 and Si /
The molar ratio of (Fe + Co) is preferably 0.9 to 1.1. The obtained precipitate becomes a glassy mass by washing and then drying. After crushing this, it is baked in an air atmosphere to give Co x Fe 1-x (O
H) 3 nanoparticles are converted into (Co x Fe 1- x ) i O j nanoparticles, that is, Co-doped Fe 2 O 3 nanoparticles. The firing temperature at this time is 800 ° C to 850
℃, the individual Co-doped Fe 2 O
The 3 nanoparticles are magnetic nanoparticles held in a state of being separated by an amorphous SiO 2 network film. When calcined at the above temperature, Fe 2 O 3 nanoparticles have high coercive force and residual magnetization at room temperature, γ-Fe 2 O 3 and α-F.
It consists of nanoparticles that coexist with e 2 O 3 . The firing time is preferably 3 hours or more.
【0009】本発明の磁気ナノ微粒子は、自体公知の媒
体で固化し、任意の形状に成形して利用することができ
る。MXp・nH2Oを含む溶液とNa2SiO3・m
H2Oを含む溶液を均一混合した混合液の中に基板を浸
漬してから引き上げ、乾燥後に最適な温度で焼成すれ
ば、個々のMiOjナノ微粒子がアモルファスSiO2
網状膜によって分離された状態で保持されている磁気ナ
ノ微粒子を含有する磁気ナノ微粒子薄膜を製造すること
ができる。磁気ナノ微粒子薄膜の製造には、上記のよう
なディップコーティング法以外にもスプレードライ法や
スピンコーテング法などを採用することができる。ま
た、重ね合わせた2枚の基板を、その下部が上記の混合
液中に浸かるようにして縦立させることで基板と基板の
間に当該混合液を浸入させ、乾燥後に最適な温度で焼成
することで基板と基板の間に磁気ナノ微粒子薄膜を形成
させるような態様であってもよい。また、磁気ナノ微粒
子薄膜の製造を任意の磁場中で行うことで残留磁化や飽
和磁化などの点で特性向上を図ることもできる。The magnetic nanoparticles of the present invention can be solidified in a medium known per se and molded into an arbitrary shape for use. The solution containing the MX p · nH 2 O and Na 2 SiO 3 · m
If the substrate is immersed in a mixed solution in which a solution containing H 2 O is uniformly mixed, then pulled up, dried and then baked at an optimum temperature, individual M i O j nanoparticles are formed into amorphous SiO 2 particles.
It is possible to produce a magnetic nanoparticle thin film containing magnetic nanoparticles that are held in a separated state by a mesh film. In addition to the dip coating method as described above, a spray drying method, a spin coating method, or the like can be used for manufacturing the magnetic nanoparticle thin film. Further, the two stacked substrates are vertically placed so that their lower parts are immersed in the above-mentioned mixed solution, so that the mixed solution is infiltrated between the substrates and baked at an optimum temperature after drying. Thus, the magnetic nanoparticle thin film may be formed between the substrates. Further, by producing the magnetic nanoparticle thin film in an arbitrary magnetic field, it is possible to improve the characteristics in terms of residual magnetization and saturation magnetization.
【0010】[0010]
【実施例】本発明を以下の実施例によってさらに詳細に
説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。The present invention will be explained in more detail by the following examples, but the present invention is not limited thereto.
【0011】実施例1:0.1モルのFeCl2・4H
2Oを含む水溶液と0.1モルのNa2SiO 3・9H
2Oを含む水溶液を、室温にて、容器中でスターラーに
より攪拌しながら5〜10時間均一混合した後、24〜
48時間静置するか、或いは遠心分離機を使用して10
〜30分間遠心分離することにより、容器中に沈殿物を
生成させた後、この沈殿物を純水で洗浄した。この洗浄
操作を、洗浄水に含まれる不純物濃度が当初の1/10
00以下になるまで行った、その後、室温で静置して乾
燥させたところ、ガラス状の塊が得られた。このガラス
状の塊を乳鉢に入れ、粉砕して粉末とした。Example 1: 0.1 mol FeClTwo・ 4H
TwoAqueous solution containing O and 0.1 mol NaTwoSiO Three・ 9H
TwoStir the aqueous solution containing O in a container at room temperature.
After uniformly mixing for 5 to 10 hours with further stirring, 24 to
Let stand for 48 hours or use a centrifuge for 10
Precipitate in a container by centrifugation for ~ 30 minutes.
After being generated, this precipitate was washed with pure water. This wash
If the concentration of impurities contained in the wash water is 1/10 of the original
It was carried out until it became less than 00, and then it was left to stand at room temperature to dry.
When dried, a glassy mass was obtained. This glass
The lumps were placed in a mortar and crushed into powder.
【0012】得られた粉末を800℃で7時間、空気中
で電気炉を用いて焼成することにより、個々のFe2O
3ナノ微粒子がアモルファスSiO2網状膜によって分
離された状態で保持されている磁気ナノ微粒子を得た。
個々のFe2O3ナノ微粒子がアモルファスSiO2網
状膜によって分離された状態で保持されていることの確
認は、粉末X線回折パターンの測定によるFe2O3ナ
ノ微粒子とアモルファスSiO2が共存していることの
確認、透過電子顕微鏡像よるFe2O3ナノ微粒子とF
e2O3ナノ微粒子の間にアモルファスSiO2層が存
在することの確認(図1参照)、及びX線吸収微細構造
測定によるFe2O3ナノ微粒子中のFe原子の隣接領
域にSi原子が存在しないこと、即ち、アモルファスS
iO2がFe2O3ナノ微粒子の外側に存在することの
確認から行った。X線回折ピークの半値回折角度幅より
デバイシェラーの式を用いてFe2O3ナノ微粒子の平
均粒径を算出したところ約3nmであった。また、透過
電子顕微鏡像よりFe2O 3ナノ微粒子の粒径最大値を
測定したところ5nmであった。得られた磁気ナノ微粒
子の磁気記録材料としての評価を、室温での磁化測定に
よって行ったところ、約1キロエルステッドの保磁力と
約10emu/gの残留磁化を有していた。この高い保
磁力と残留磁化は、Fe2O3ナノ微粒子がγ−Fe2
O3とα−Fe2O3との共存ナノ微粒子であることに
よるものと推察された。なお、焼成温度が780℃を下
回ると、γ−Fe2O3ナノ微粒子の比率が増加し、保
磁力が低下する傾向にあった。650℃で焼成したサン
プルはγ−Fe 2O3ナノ微粒子のみからなり、保磁力
を有さなかった。一方、焼成温度が800℃を超える
と、残留磁化が低下する傾向にあり、860℃で焼成し
たサンプルにはナノ微粒子は存在せず、α−Fe2O3
とSiO2の各々のバルク結晶のみを含有するだけであ
った。The obtained powder was heated in air at 800 ° C. for 7 hours.
By firing in an electric furnace atTwoO
ThreeAmorphous SiO nanoparticlesTwoMinute by reticulated membrane
The magnetic nanoparticles that were held in a separated state were obtained.
Individual FeTwoOThreeAmorphous SiO nanoparticlesTwonetwork
To be held separated by a membrane
Fe is determined by measuring the powder X-ray diffraction pattern.TwoOThreeNa
Fine particles and amorphous SiOTwoOf coexistence
Confirmation, Fe from transmission electron microscope imageTwoOThreeNanoparticles and F
eTwoOThreeAmorphous SiO between nanoparticlesTwoLayer exists
Confirmation of existence (see Fig. 1) and X-ray absorption fine structure
Fe by measurementTwoOThreeAdjacent regions of Fe atoms in nanoparticles
No Si atoms exist in the region, that is, amorphous S
iOTwoIs FeTwoOThreeOf being outside the nanoparticles
I went from confirmation. From the half-width diffraction angle width of the X-ray diffraction peak
Fe using the Debye-Scherrer formulaTwoOThreeFlat nano particles
The average particle size was calculated to be about 3 nm. Also transparent
Fe from electron microscope imageTwoO ThreeThe maximum particle size of nanoparticles
When measured, it was 5 nm. Obtained magnetic nano particles
Evaluation of a magnetic recording material as a magnetic recording material at room temperature
Therefore, when I went, I found a coercive force of about 1 kilo Oersted.
It had a remanent magnetization of about 10 emu / g. This high protection
Magnetic force and remanent magnetization are FeTwoOThreeNano particles are γ-FeTwo
OThreeAnd α-FeTwoOThreeCoexisting with
It was speculated to be due to this. The firing temperature is below 780 ° C.
When turning, γ-FeTwoOThreeThe ratio of nanoparticles increases and the
The magnetic force tended to decrease. Sun baked at 650 ° C
Pull is γ-Fe TwoOThreeCoercive force consisting only of nanoparticles
Didn't have. On the other hand, the firing temperature exceeds 800 ° C
And the remanent magnetization tends to decrease, so firing at 860 ° C
The sample does not have nanoparticles, and α-FeTwoOThree
And SiOTwoEach containing only bulk crystals of
It was.
【0013】実施例2:0.075モルのFeCl2・
4H2Oを含む水溶液と0.1モルのNa2SiO3・
9H2Oを含む水溶液を、室温にて、容器中でスターラ
ーにより攪拌しながら混合してから、0.025モルの
CoCl2・6H2Oを含む水溶液を溶液中に添加し、
5〜10時間均一混合した後、24〜48時間静置する
か、或いは遠心分離機を使用して10〜30分間遠心分
離することにより、容器中に沈殿物を生成させた。この
沈殿物を純水で洗浄した。この洗浄操作を、洗浄水に含
まれる不純物濃度が当初の1/1000以下になるまで
行った、その後、室温で静置して乾燥させたところ、ガ
ラス状の塊が得られた。このガラス状の塊を乳鉢に入
れ、粉砕して粉末とした。Example 2: 0.075 mol of FeCl 2
An aqueous solution containing 4H 2 O and 0.1 mol of Na 2 SiO 3 ·.
An aqueous solution containing 9H 2 O was mixed at room temperature with stirring with a stirrer in a container, and then an aqueous solution containing 0.025 mol of CoCl 2 .6H 2 O was added to the solution,
After uniformly mixing for 5 to 10 hours, the mixture was allowed to stand for 24 to 48 hours, or was centrifuged for 10 to 30 minutes using a centrifuge to generate a precipitate in a container. This precipitate was washed with pure water. This washing operation was performed until the concentration of impurities contained in the washing water was 1/1000 or less of the initial concentration, and then the mixture was allowed to stand at room temperature and dried, whereby a glassy lump was obtained. This glassy lump was placed in a mortar and crushed into powder.
【0014】得られた粉末を800℃で10時間、空気
中で電気炉を用いて焼成することにより、個々のCoド
ープされたFe2O3ナノ微粒子がアモルファスSiO
2網状膜によって分離された状態で保持されている磁気
ナノ微粒子を得た(個々のCoドープされたFe2O3
ナノ微粒子がアモルファスSiO2網状膜によって分離
された状態で保持されていることは実施例1と同様の方
法で確認)。この磁気ナノ微粒子は、それを構成するC
oドープされたFe2O3ナノ微粒子の平均粒径が約4
nmであり(実施例1と同様の測定による)、実施例1
で得られた磁気ナノ微粒子と同様、磁気記録材料として
優れた機能を示した。The obtained powder was fired at 800 ° C. for 10 hours in air using an electric furnace, whereby individual Co-doped Fe 2 O 3 nanoparticles were formed into amorphous SiO 2.
We obtained magnetic nanoparticles that were held separated by two mesh films (individual Co-doped Fe 2 O 3
It was confirmed by the same method as in Example 1 that the nanoparticles were held in a state of being separated by the amorphous SiO 2 network film). The magnetic nanoparticles are composed of C
The average particle size of the o-doped Fe 2 O 3 nanoparticles is about 4
nm (by the same measurement as in Example 1), Example 1
Similar to the magnetic nanoparticles obtained in 1., it showed an excellent function as a magnetic recording material.
【0015】実施例3:0.1モルのNiCl2・6H
2Oを含む水溶液と0.1モルのNa2SiO 3・9H
2Oを含む水溶液を、室温にて、容器中でスターラーに
より攪拌しながら5〜10時間均一混合した後、24〜
48時間静置するか、或いは遠心分離機を使用して10
〜30分間遠心分離することにより、容器中に沈殿物を
生成させた。この沈殿物を純水で洗浄した。この洗浄操
作を、洗浄水に含まれる不純物濃度が当初の1/100
0以下になるまで行った、その後、室温で静置して乾燥
させたところ、ガラス状の塊が得られた。このガラス状
の塊を乳鉢に入れ、粉砕して粉末とした。Example 3: 0.1 mol of NiClTwo・ 6H
TwoAqueous solution containing O and 0.1 mol NaTwoSiO Three・ 9H
TwoStir the aqueous solution containing O in a container at room temperature.
After uniformly mixing for 5 to 10 hours with further stirring, 24 to
Let stand for 48 hours or use a centrifuge for 10
Precipitate in a container by centrifugation for ~ 30 minutes.
Was generated. This precipitate was washed with pure water. This washing operation
The concentration of impurities contained in the wash water is 1/100 of the original
It went to 0 or less, then left to stand at room temperature to dry
As a result, a glass-like lump was obtained. This glassy
Was put into a mortar and crushed into powder.
【0016】得られた粉末を800℃で10時間、空気
中で電気炉を用いて焼成することにより、個々のNiO
ナノ微粒子がアモルファスSiO2網状膜によって分離
された状態で保持されている磁気ナノ微粒子を得た(個
々のNiOナノ微粒子がアモルファスSiO2網状膜に
よって分離された状態で保持されていることは実施例1
と同様の方法で確認)。この磁気ナノ微粒子は、それを
構成するNiOナノ微粒子の平均粒径が約3nmであり
(実施例1と同様の測定による)、実施例1で得られた
磁気ナノ微粒子と同様、磁気記録材料として優れた機能
を示した。The resulting powder was calcined at 800 ° C. for 10 hours in air using an electric furnace to obtain individual NiO.
Magnetic nanoparticles were obtained in which nanoparticles were held in a state of being separated by an amorphous SiO 2 network film. (See that individual NiO nanoparticles are held in a state of being separated by an amorphous SiO 2 network film in Examples. 1
Confirm in the same way as. This magnetic nanoparticle has an average particle diameter of NiO nanoparticle of about 3 nm (by the same measurement as in Example 1), and as a magnetic recording material like the magnetic nanoparticle obtained in Example 1. It showed excellent function.
【0017】[0017]
【発明の効果】本発明によれば、磁気記録材料としての
更なる機能向上が図られた磁気ナノ微粒子が提供され
る。EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, there are provided magnetic nanoparticles having improved functions as a magnetic recording material.
【図1】 実施例1で得られた磁気ナノ微粒子の透過電
子顕微鏡像写真FIG. 1 is a transmission electron microscope image photograph of magnetic nanoparticles obtained in Example 1.
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G11B 5/714 G11B 5/714 5/842 5/842 Z H01F 10/187 H01F 10/187 10/20 10/20 (72)発明者 舘鼻 幸生 神奈川県横浜市保土ヶ谷区常盤台64−8− 205 Fターム(参考) 4G072 AA38 BB05 BB09 BB13 DD08 DD09 GG01 GG03 HH21 JJ26 MM21 MM31 MM36 RR12 TT01 UU30 5D006 BA01 BA02 BA06 BA07 BA08 5D112 BB12 5E049 AA01 AB03 AC01 BA06 Front page continuation (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) G11B 5/714 G11B 5/714 5/842 5/842 Z H01F 10/187 H01F 10/187 10/20 10/20 ( 72) Inventor Yukio Tatehana 64-8-205 F term (reference) 4-8-205 F term (reference) 4-8-205 F term (reference), Hodogaya-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture AA01 AB03 AC01 BA06
Claims (9)
希土類金属、X:全てのハロゲン元素、pおよびn:0
を含む全ての正の実数)を含む溶液とNa2SiO3・
mH2O(m:0を含む全ての正の実数)を含む溶液を
均一混合することで生成する沈殿物を焼成して得られる
アモルファスSiO2+MiOj(i,jは1〜9の整
数)からなる磁気ナノ微粒子であって、個々のMiOj
ナノ微粒子がアモルファスSiO2網状膜によって分離
された状態で保持されていることを特徴とする磁気ナノ
微粒子。1. A MX p · nH 2 O (M : transition metal or rare earth metal, X: All halogen, p and n: 0
Including all positive real numbers) and Na 2 SiO 3 ·
Amorphous SiO 2 + M i O j (i, j is 1 to 9) obtained by calcining a precipitate generated by uniformly mixing a solution containing mH 2 O (all positive real numbers including m: 0) Magnetic nanoparticles, each of which has an individual M i O j
Magnetic nano-particles, characterized in that the nanoparticles are held in a state of being separated by an amorphous SiO 2 network film.
粒子であることを特徴とする請求項1記載の磁気ナノ微
粒子。2. The magnetic nanoparticles according to claim 1, wherein the M i O j nanoparticles are Fe 2 O 3 nanoparticles.
れたFe2O3ナノ微粒子であることを特徴とする請求
項1記載の磁気ナノ微粒子。3. The magnetic nanoparticles according to claim 1, wherein the M i O j nanoparticles are Co-doped Fe 2 O 3 nanoparticles.
とα−Fe2O3との共存ナノ微粒子であることを特徴
とする請求項2又は3記載の磁気ナノ微粒子。4. Fe 2 O 3 nanoparticles are γ-Fe 2 O 3
The magnetic nanoparticles according to claim 2 or 3, which are nanoparticles coexisting with α-Fe 2 O 3 .
であることを特徴とする請求項1記載の磁気ナノ微粒
子。5. The magnetic nanoparticles according to claim 1, wherein the M i O j nanoparticles are NiO nanoparticles.
ン元素、n:0を含む全ての正の実数)を含む溶液とN
a2SiO3・mH2O(m:0を含む全ての正の実
数)を含む溶液を均一混合し、静置して沈殿物を生成さ
せ、この沈殿物を洗浄し、乾燥してから780℃〜80
0℃で焼成することを特徴とする請求項2記載の磁気ナ
ノ微粒子の製造方法。6. A solution containing FeX 2 .nH 2 O (X: all halogen elements, all positive real numbers including n: 0) and N.
A solution containing a 2 SiO 3 .mH 2 O (all positive real numbers including m: 0) was uniformly mixed and allowed to stand to produce a precipitate, which was washed and dried before 780 ℃ ~ 80
The method for producing magnetic nanoparticles according to claim 2, wherein the method is firing at 0 ° C.
ン元素、n:0を含む全ての正の実数)を含む溶液とN
a2SiO3・mH2O(m:0を含む全ての正の実
数)を含む溶液を混合した後、CoX2・qH2O
(X:全てのハロゲン元素、q:0を含む全ての正の実
数)を含む溶液を添加して均一混合し、静置して沈殿物
を生成させ、この沈殿物を洗浄し、乾燥してから800
℃〜850℃で焼成することを特徴とする請求項3記載
の磁気ナノ微粒子の製造方法。7. A solution containing FeX 2 .nH 2 O (X: all halogen elements, all positive real numbers including n: 0) and N.
After mixing a solution containing a 2 SiO 3 .mH 2 O (all positive real numbers including m: 0), CoX 2 .qH 2 O
A solution containing (X: all halogen elements, all positive real numbers including q: 0) is added and uniformly mixed, and allowed to stand to form a precipitate, which is washed and dried. To 800
The method for producing magnetic nanoparticles according to claim 3, wherein the firing is performed at a temperature of from ℃ to 850 ℃.
ン元素、n:0を含む全ての正の実数)を含む溶液とN
a2SiO3・mH2O(m:0を含む全ての正の実
数)を含む溶液を均一混合し、静置して沈殿物を生成さ
せ、この沈殿物を洗浄し、乾燥してから650℃〜10
00℃で焼成することを特徴とする請求項5記載の磁気
ナノ微粒子の製造方法。8. A solution containing NiX 2 .nH 2 O (X: all halogen elements, all positive real numbers including n: 0) and N.
A solution containing a 2 SiO 3 .mH 2 O (all positive real numbers including m: 0) was homogeneously mixed and allowed to stand to produce a precipitate, which was washed and dried before 650 ℃ ~ 10
The method for producing magnetic nanoparticles according to claim 5, which comprises firing at 00 ° C.
る磁気ナノ微粒子薄膜。9. A magnetic nanoparticle thin film containing the magnetic nanoparticles according to claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002056475A JP2003252618A (en) | 2002-03-01 | 2002-03-01 | Magnetic nanoparticle, method for producing the same, and magnetic nanoparticle thin film |
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JP2008100871A (en) * | 2006-10-19 | 2008-05-01 | Univ Of Tokyo | ε Iron oxide production method |
JP2008521747A (en) * | 2004-12-01 | 2008-06-26 | エボニック デグサ ゲーエムベーハー | Formulations containing polymerizable monomers and / or polymers and superparamagnetic powder dispersed therein |
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-
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- 2002-03-01 JP JP2002056475A patent/JP2003252618A/en not_active Withdrawn
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