JP2728715B2 - ガーネット系磁性体 - Google Patents
ガーネット系磁性体Info
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- JP2728715B2 JP2728715B2 JP1027530A JP2753089A JP2728715B2 JP 2728715 B2 JP2728715 B2 JP 2728715B2 JP 1027530 A JP1027530 A JP 1027530A JP 2753089 A JP2753089 A JP 2753089A JP 2728715 B2 JP2728715 B2 JP 2728715B2
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
- H01F1/34—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites
- H01F1/342—Oxides
- H01F1/344—Ferrites, e.g. having a cubic spinel structure (X2+O)(Y23+O3), e.g. magnetite Fe3O4
- H01F1/346—[(TO4) 3] with T= Si, Al, Fe, Ga
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は特に光磁気記録媒体として好適なガーネット
系磁性体に関する。
系磁性体に関する。
（従来の技術） 情報処理技術の分野における情報の増大や多様化に伴
い、高密度の記録が可能な記録媒体に対する要求が高ま
ってきた。垂直磁化膜では、こうした高密度な記録を安
定して行なうことのできる垂直磁気記録が可能であるた
め、近年活発に研究が進められてきた。特に最近見出さ
れた一般式 R3-xCexFe5O12 （ただしＲはイットリウム（Ｙ）を含みセリウム（Ce）
を除いた希土類元素を示す） で表されるセリウム（Ce）置換型のガーネットを初めと
するガーネット系磁性体は、結晶質であるため化学的に
安定であり、また酸化による磁気特性の劣化がなく、さ
らには垂直磁化膜を容易に形成できるため、数多くの開
発が行なわれてきた。
い、高密度の記録が可能な記録媒体に対する要求が高ま
ってきた。垂直磁化膜では、こうした高密度な記録を安
定して行なうことのできる垂直磁気記録が可能であるた
め、近年活発に研究が進められてきた。特に最近見出さ
れた一般式 R3-xCexFe5O12 （ただしＲはイットリウム（Ｙ）を含みセリウム（Ce）
を除いた希土類元素を示す） で表されるセリウム（Ce）置換型のガーネットを初めと
するガーネット系磁性体は、結晶質であるため化学的に
安定であり、また酸化による磁気特性の劣化がなく、さ
らには垂直磁化膜を容易に形成できるため、数多くの開
発が行なわれてきた。
しかしながら上記したような従来のガーネット系磁性
体においては、保磁力が低く高々数百Oe程度で実用上要
求される1kOe以上の保磁力が得られなかった。
体においては、保磁力が低く高々数百Oe程度で実用上要
求される1kOe以上の保磁力が得られなかった。
さらに垂直磁化膜を形成して光磁気記録媒体として用
いるときは、高精度の記録及び再生が行なわれるために
さまざまな特性が要求される。このような光磁気記録媒
体に要求される特性としては、ファラデー回転角が大き
いこと、光吸収係数が適当な値を有すること、キュリー
点が適当な温度範囲に存在すること等があげられる。す
なわちファラデー回転角が小さすぎると、角度を読み取
る精度が下がり、再生時のS/N比が低下してしまう。ま
た光吸収係数は、記録媒体が記録時にレーザ光を吸収し
て温度が上昇することが必要であるために、適当な大き
さが要求されるが、一方で光吸収係数が大きすぎると、
透過光よりファラデー回転角を測定することが困難とな
るため、適当な値を有することが要求される。キュリー
点についても、キュリー点の温度が低いほど記録時の感
度は向上するが、余り低すぎると外部の温度変化に弱く
なるため適当な温度範囲に存在することが要求される。
いるときは、高精度の記録及び再生が行なわれるために
さまざまな特性が要求される。このような光磁気記録媒
体に要求される特性としては、ファラデー回転角が大き
いこと、光吸収係数が適当な値を有すること、キュリー
点が適当な温度範囲に存在すること等があげられる。す
なわちファラデー回転角が小さすぎると、角度を読み取
る精度が下がり、再生時のS/N比が低下してしまう。ま
た光吸収係数は、記録媒体が記録時にレーザ光を吸収し
て温度が上昇することが必要であるために、適当な大き
さが要求されるが、一方で光吸収係数が大きすぎると、
透過光よりファラデー回転角を測定することが困難とな
るため、適当な値を有することが要求される。キュリー
点についても、キュリー点の温度が低いほど記録時の感
度は向上するが、余り低すぎると外部の温度変化に弱く
なるため適当な温度範囲に存在することが要求される。
このように光磁気記録媒体には種々の特性が要求され
るが、従来のガーネット系磁性体においては、光吸収係
数が小さすぎ、またファラデー回転角も充分な大きさを
有しているとはいえず、光磁気記録媒体として用いるの
に充分な特性を有していなかった。
るが、従来のガーネット系磁性体においては、光吸収係
数が小さすぎ、またファラデー回転角も充分な大きさを
有しているとはいえず、光磁気記録媒体として用いるの
に充分な特性を有していなかった。
（発明が解決しようとする課題） 上述したように従来のガーネット系磁性体において
は、保磁力が低すぎるため実用化に至らず、また光磁気
記録媒体としての特性についても充分とはいえなかっ
た。
は、保磁力が低すぎるため実用化に至らず、また光磁気
記録媒体としての特性についても充分とはいえなかっ
た。
本発明では実用上要求される1kOe以上の保磁力を有
し、さらには光吸収係数及びファラデー回転角において
も充分な大きさの値をもち、光磁気記録媒体としても好
適なガーネット系磁性体を提供することを目的としてい
る。
し、さらには光吸収係数及びファラデー回転角において
も充分な大きさの値をもち、光磁気記録媒体としても好
適なガーネット系磁性体を提供することを目的としてい
る。
（課題を解決するための手段及び作用） 本発明は原子比が一般式 R3-xCexFe5-2yCoyAyO12 （ただしＲはセリウム（Ce）を除いた希土類元素及びイ
ットリウム（Ｙ）の少なくとも一種、Ａはゲルマニウム
（Ge）及びケイ素（Si）の少なくとも一種を示す） で表されるガーネット型結晶構造を有し、組成範囲が 1.0≦ｘ≦2.0 0.2≦ｙ≦1.5 のガーネット系磁性体である。すなわち本発明のガーネ
ット系磁性体は一般式R3Fe5O12（ただしＲはＹを含みCe
を除いた希土類元素）で表されるガーネット系磁性体に
おいて、Ｒの一部がCeにより、またFeの一部がCo及びＡ
元素（ＡはGe及びSiのうちの少なくとも一種を示す）に
より置換されたことを特徴としている。
ットリウム（Ｙ）の少なくとも一種、Ａはゲルマニウム
（Ge）及びケイ素（Si）の少なくとも一種を示す） で表されるガーネット型結晶構造を有し、組成範囲が 1.0≦ｘ≦2.0 0.2≦ｙ≦1.5 のガーネット系磁性体である。すなわち本発明のガーネ
ット系磁性体は一般式R3Fe5O12（ただしＲはＹを含みCe
を除いた希土類元素）で表されるガーネット系磁性体に
おいて、Ｒの一部がCeにより、またFeの一部がCo及びＡ
元素（ＡはGe及びSiのうちの少なくとも一種を示す）に
より置換されたことを特徴としている。
本発明に係るガーネット系磁性体におけるCeの含有量
は、本発明の組成を表す一般式において1.0≦ｘ≦2.0の
範囲である。Ceの含有量がこれより少ない範囲において
は、ガーネット系磁性体のファラデー回転角が小さくな
り、これを超えて多いとガーネット型結晶構造を得るこ
とが困難となるからである。また本発明のガーネット系
磁性体は、Coを加えたことにより保磁力、光吸収係数、
さらにはファラデー回転角が増大し、いずれも光磁気記
録媒体として満足される値を有している。このCoの含有
量は、本発明の組成を表す一般式において0.2≦ｙ≦1.5
好ましくは0.6≦ｙ≦0.8である。含有量が少なすぎると
Coを加えた効果が得られなくなり、多すぎると室温以上
で強磁性を得ることが困難となるからである。また本発
明のガーネット系磁性体においてCoはCoイオンの形で含
有されているが、このときガーネット型結晶構造をとる
ためにはCoイオンは３価である必要がある。本発明にお
いてはCoイオンを３価とするために、Ａ元素（ＡはGe及
びSiのうちの少なくとも一種を示す）がCoと等量加えら
れている。
は、本発明の組成を表す一般式において1.0≦ｘ≦2.0の
範囲である。Ceの含有量がこれより少ない範囲において
は、ガーネット系磁性体のファラデー回転角が小さくな
り、これを超えて多いとガーネット型結晶構造を得るこ
とが困難となるからである。また本発明のガーネット系
磁性体は、Coを加えたことにより保磁力、光吸収係数、
さらにはファラデー回転角が増大し、いずれも光磁気記
録媒体として満足される値を有している。このCoの含有
量は、本発明の組成を表す一般式において0.2≦ｙ≦1.5
好ましくは0.6≦ｙ≦0.8である。含有量が少なすぎると
Coを加えた効果が得られなくなり、多すぎると室温以上
で強磁性を得ることが困難となるからである。また本発
明のガーネット系磁性体においてCoはCoイオンの形で含
有されているが、このときガーネット型結晶構造をとる
ためにはCoイオンは３価である必要がある。本発明にお
いてはCoイオンを３価とするために、Ａ元素（ＡはGe及
びSiのうちの少なくとも一種を示す）がCoと等量加えら
れている。
上述したような本発明のガーネット系磁性体は、1.5k
Oe以上の高保磁力を有し、ファラデー回転角及び光吸収
係数も光磁気記録媒体として好適な値を示している。さ
らにはキュリー点も光磁気記録媒体として好適な150゜
〜250℃の温度範囲に存在し、また酸化物であるために
耐食性に富み長時間使用においても特性の劣化が著しく
小さい。
Oe以上の高保磁力を有し、ファラデー回転角及び光吸収
係数も光磁気記録媒体として好適な値を示している。さ
らにはキュリー点も光磁気記録媒体として好適な150゜
〜250℃の温度範囲に存在し、また酸化物であるために
耐食性に富み長時間使用においても特性の劣化が著しく
小さい。
以下に本発明のガーネット系磁性体からなる垂直磁化
膜を形成する製造方法を簡単に示す。まず原料として本
発明のガーネット系磁性体中に含有される元素の各酸化
物、例えばCeO2,FeO3,Co3O4,GeO2などを所望の割合に混
合し、通常のセラミックス技術を用いて仮焼、粉砕、焼
結してセラミックス体を形成する。このセラミックス体
をターゲットとしイオンビームスパッタ法を用いて適当
な基板上に着膜する。この際使用されるイオンビームス
パッタ装置の概略図を第２図に示す。前述したような工
程により得られたセラミックス体をスパッタ用のターゲ
ット（１）としてイオンビームスパッタ装置のターゲッ
トホルダーに設置し、６×10-6Torr以上の真空度まで排
気した後イオン源用Arガスを３×10-4Torr導入して、イ
オンガン（２）よりArイオンビームを発生してターゲッ
ト（１）にArイオンを衝突させて、スパッタ粒子を基板
（３）上に堆積させる。本発明の組成中には蒸気圧の高
い成分は存在しないため垂直磁化膜形成時に失われる成
分はほとんど無く、製造当初の各成分の混合比とほとん
ど変わりない組成比を有する垂直磁化膜が上記製造方法
により得られる。
膜を形成する製造方法を簡単に示す。まず原料として本
発明のガーネット系磁性体中に含有される元素の各酸化
物、例えばCeO2,FeO3,Co3O4,GeO2などを所望の割合に混
合し、通常のセラミックス技術を用いて仮焼、粉砕、焼
結してセラミックス体を形成する。このセラミックス体
をターゲットとしイオンビームスパッタ法を用いて適当
な基板上に着膜する。この際使用されるイオンビームス
パッタ装置の概略図を第２図に示す。前述したような工
程により得られたセラミックス体をスパッタ用のターゲ
ット（１）としてイオンビームスパッタ装置のターゲッ
トホルダーに設置し、６×10-6Torr以上の真空度まで排
気した後イオン源用Arガスを３×10-4Torr導入して、イ
オンガン（２）よりArイオンビームを発生してターゲッ
ト（１）にArイオンを衝突させて、スパッタ粒子を基板
（３）上に堆積させる。本発明の組成中には蒸気圧の高
い成分は存在しないため垂直磁化膜形成時に失われる成
分はほとんど無く、製造当初の各成分の混合比とほとん
ど変わりない組成比を有する垂直磁化膜が上記製造方法
により得られる。
なお上記製造方法においては、垂直磁化膜を形成する
手段としてイオンビームスパッタ法を用いた場合を示し
たが、蒸着法、CVD法、スピンコート等の塗布法や、高
周波スパッタ法、マグネトロンスパッタ法等の他のスパ
ッタ法により形成することもできる。
手段としてイオンビームスパッタ法を用いた場合を示し
たが、蒸着法、CVD法、スピンコート等の塗布法や、高
周波スパッタ法、マグネトロンスパッタ法等の他のスパ
ッタ法により形成することもできる。
（実施例） 以下に本発明の実施例を示す。
実施例−１ 出発原料としてDy,Ce,Fe,Co,Ge等の酸化物を用いて、
得られるガーネット型結晶構造において所望の組成比と
なるように混合した。混合物に仮焼、粉砕、焼成の各工
程を施しセラミックス体とし、このセラミックス体を第
２図に示したようなイオンビームスパッタ装置のターゲ
ットホルダーに設置し、イオン源としてカウフマン型の
イオンガン（２）を用いて、加速電圧1kV、イオン電流5
0mAのAr+イオンでターゲット（１）のスパッタを行なっ
た。基板（３）にはNd3Ga5O12（111）もしくは（100）
面またはSm3（Sc,Ga）3O12（111）もしくは（100）面を
用い、基板温度は400〜600℃とし、成膜速度は10Å/min
として膜厚約3000Åの薄膜を作製した。
得られるガーネット型結晶構造において所望の組成比と
なるように混合した。混合物に仮焼、粉砕、焼成の各工
程を施しセラミックス体とし、このセラミックス体を第
２図に示したようなイオンビームスパッタ装置のターゲ
ットホルダーに設置し、イオン源としてカウフマン型の
イオンガン（２）を用いて、加速電圧1kV、イオン電流5
0mAのAr+イオンでターゲット（１）のスパッタを行なっ
た。基板（３）にはNd3Ga5O12（111）もしくは（100）
面またはSm3（Sc,Ga）3O12（111）もしくは（100）面を
用い、基板温度は400〜600℃とし、成膜速度は10Å/min
として膜厚約3000Åの薄膜を作製した。
得られた薄膜をＸ線回折で解析したところ、ガーネッ
ト型結晶構造を有することが確認された。またVSM（振
動試料型磁力計）を用いて磁化を測定したところ、得ら
れた膜は膜面に垂直な方向に磁化容易軸をもつ垂直磁化
膜であり、保磁力はいずれも1.5kOe以上の高い値を有す
ることが確認された。さらに第１表に波長730nmにおけ
る光吸収係数及びファラデー回転角を示す。本発明に係
る垂直磁化膜はいずれも、光吸収係数、ファラデー回転
角ともに光磁気記録媒体として充分な大きさを有してい
る。
ト型結晶構造を有することが確認された。またVSM（振
動試料型磁力計）を用いて磁化を測定したところ、得ら
れた膜は膜面に垂直な方向に磁化容易軸をもつ垂直磁化
膜であり、保磁力はいずれも1.5kOe以上の高い値を有す
ることが確認された。さらに第１表に波長730nmにおけ
る光吸収係数及びファラデー回転角を示す。本発明に係
る垂直磁化膜はいずれも、光吸収係数、ファラデー回転
角ともに光磁気記録媒体として充分な大きさを有してい
る。
比較例 比較例としてDy2.0Ce1.0Fe5O12で表される組成からな
るCo無添加の垂直酸化膜を実施例−１と同様の製法によ
り作製した。得られた垂直磁化膜では保磁力が1kOeに満
たず、さらに光吸収係数及びファラデー回転角もそれぞ
れ4800cm-1,2.80×104と実施例で得られた垂直磁化膜よ
り小さく、光磁気記録媒体としての特性に劣っている。
るCo無添加の垂直酸化膜を実施例−１と同様の製法によ
り作製した。得られた垂直磁化膜では保磁力が1kOeに満
たず、さらに光吸収係数及びファラデー回転角もそれぞ
れ4800cm-1,2.80×104と実施例で得られた垂直磁化膜よ
り小さく、光磁気記録媒体としての特性に劣っている。
実施例−２ 第１表の試料番号６に示す組成の垂直磁化膜を基板に
石英を用い、膜厚を5000Åとした以外は、実施例−１と
同様の方法で形成し、VSMにより磁化を測定し磁化曲線
を求めた。得られた磁化曲線を第１図に示す。第１図か
らわかるように本実施例に係る垂直磁化膜は保磁力1.8k
Oeと充分な値を有している。さらに磁化の温度変化を測
定しキュリー点を求めたところ、キュリー点は180℃で
光磁気記録媒体として好適な値を示した。
石英を用い、膜厚を5000Åとした以外は、実施例−１と
同様の方法で形成し、VSMにより磁化を測定し磁化曲線
を求めた。得られた磁化曲線を第１図に示す。第１図か
らわかるように本実施例に係る垂直磁化膜は保磁力1.8k
Oeと充分な値を有している。さらに磁化の温度変化を測
定しキュリー点を求めたところ、キュリー点は180℃で
光磁気記録媒体として好適な値を示した。
以上詳述したように本発明のガーネット系磁性体は1k
Oe以上の高い保磁力を有し、さらには光吸収係数及びフ
ァラデー回転角が光磁気記録媒体として用いるときに好
適な値で、光磁気記録媒体としての特性も充分な垂直磁
化膜を提供することができる。
Oe以上の高い保磁力を有し、さらには光吸収係数及びフ
ァラデー回転角が光磁気記録媒体として用いるときに好
適な値で、光磁気記録媒体としての特性も充分な垂直磁
化膜を提供することができる。
第１図は本発明の一実施例の磁化曲線を示す特性図、第
２図は垂直磁化膜の製造に用いたイオンビームスパッタ
装置の概略図である。 １……ターゲット、２……イオンガン ３……基板
２図は垂直磁化膜の製造に用いたイオンビームスパッタ
装置の概略図である。 １……ターゲット、２……イオンガン ３……基板
Claims (1)
- 【請求項１】原子比が一般式 R3-xCexFe5-2yCoyAyO12 （ただしＲはセリウム（Ce）を除いた希土類元素及びイ
ットリウム（Ｙ）の少なくとも一種、Ａはゲルマニウム
（Ge）及びケイ素（Si）の少なくとも一種を示す） で表されるガーネット型結晶構造を有し、組成範囲が 1.0≦ｘ≦2.0 0.2≦ｙ≦1.5 であることを特徴とするガーネット系磁性体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1027530A JP2728715B2 (ja) | 1989-02-08 | 1989-02-08 | ガーネット系磁性体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1027530A JP2728715B2 (ja) | 1989-02-08 | 1989-02-08 | ガーネット系磁性体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02208906A JPH02208906A (ja) | 1990-08-20 |
| JP2728715B2 true JP2728715B2 (ja) | 1998-03-18 |
Family
ID=12223670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1027530A Expired - Fee Related JP2728715B2 (ja) | 1989-02-08 | 1989-02-08 | ガーネット系磁性体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2728715B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3772933B2 (ja) * | 1996-03-22 | 2006-05-10 | 株式会社村田製作所 | ３価のセリウムを含む磁性ガーネット単結晶の製造方法 |
-
1989
- 1989-02-08 JP JP1027530A patent/JP2728715B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02208906A (ja) | 1990-08-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |