JPH0517838A - 磁気抵抗用合金 - Google Patents
磁気抵抗用合金Info
- Publication number
- JPH0517838A JPH0517838A JP3183661A JP18366191A JPH0517838A JP H0517838 A JPH0517838 A JP H0517838A JP 3183661 A JP3183661 A JP 3183661A JP 18366191 A JP18366191 A JP 18366191A JP H0517838 A JPH0517838 A JP H0517838A
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- Japan
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- alloy
- rare earth
- magnetic field
- magnetoresistive
- magnetic resistance
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁気抵抗用合金において、磁気抵抗比が大き
く、交番磁界で駆動させた時ノイズの発生を抑制できる
磁気抵抗素子を安定して作製できるようにした。 【構成】 ５〜２５重量％のＦｅと、１〜１０重量％の
希土類元素と、残部が不純物を除きＮｉと、からなる磁
気抵抗用合金である。
く、交番磁界で駆動させた時ノイズの発生を抑制できる
磁気抵抗素子を安定して作製できるようにした。 【構成】 ５〜２５重量％のＦｅと、１〜１０重量％の
希土類元素と、残部が不純物を除きＮｉと、からなる磁
気抵抗用合金である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気抵抗用合金材料と
して好適な金属材料に関し、特に磁気抵抗効果と異方性
磁界との関係を考慮したものである。
して好適な金属材料に関し、特に磁気抵抗効果と異方性
磁界との関係を考慮したものである。
【０００２】
【従来の技術】磁気抵抗用合金からなる素子は、それに
電流を流すとともに電流に直角方向の磁界を印加すると
素子の両端間の抵抗値が変化する。この磁気抵抗特性
は、感磁デバイスとして広い分野の機器等に利用でき、
磁気抵抗用合金としては、その磁気抵抗効果が大きいこ
とが要求されている。磁気抵抗用合金として、近年で
は、パーマロイ組成のＮｉ−Ｆｅ合金が多く使用される
ようになっている。大きな磁気抵抗効果が得られ、かつ
交番磁界で駆動させた時ノイズの発生を抑制するためＮ
ｉ−Ｆｅ合金のＮｉ及びＦｅの夫々の混合比を変えた
り、または上記Ｎｉ−Ｆｅ合金に他の金属を添加する
等、種々の改良が行なわれている。しかし、単にＮｉ−
Ｆｅ合金のＮｉ及びＦｅの夫々の混合比を変えるだけで
はある一定限度以上の磁気抵抗効果を得ることは困難で
あり、また上記Ｎｉ−Ｆｅ合金に他の金属を添加しても
磁気抵抗効果の著しい向上は達成されていない。
電流を流すとともに電流に直角方向の磁界を印加すると
素子の両端間の抵抗値が変化する。この磁気抵抗特性
は、感磁デバイスとして広い分野の機器等に利用でき、
磁気抵抗用合金としては、その磁気抵抗効果が大きいこ
とが要求されている。磁気抵抗用合金として、近年で
は、パーマロイ組成のＮｉ−Ｆｅ合金が多く使用される
ようになっている。大きな磁気抵抗効果が得られ、かつ
交番磁界で駆動させた時ノイズの発生を抑制するためＮ
ｉ−Ｆｅ合金のＮｉ及びＦｅの夫々の混合比を変えた
り、または上記Ｎｉ−Ｆｅ合金に他の金属を添加する
等、種々の改良が行なわれている。しかし、単にＮｉ−
Ｆｅ合金のＮｉ及びＦｅの夫々の混合比を変えるだけで
はある一定限度以上の磁気抵抗効果を得ることは困難で
あり、また上記Ｎｉ−Ｆｅ合金に他の金属を添加しても
磁気抵抗効果の著しい向上は達成されていない。
【０００３】このため、パーマロイ組成のＮｉ−Ｆｅ合
金に０．０５〜１重量％の希土類元素を添加した磁気抵
抗用合金が、特公昭６２−１５６２４号に提案されてい
る。この場合、Ｆｅの含有量は約１１重量％とし、希土
類元素は０．１重量％前後、残部がＮｉと不純物とする
ことが推奨され、希土類元素の添加量は１重量％以上に
なるとその効果が低下し、また０．０５重量％以下では
見るべき効果がないとしている。
金に０．０５〜１重量％の希土類元素を添加した磁気抵
抗用合金が、特公昭６２−１５６２４号に提案されてい
る。この場合、Ｆｅの含有量は約１１重量％とし、希土
類元素は０．１重量％前後、残部がＮｉと不純物とする
ことが推奨され、希土類元素の添加量は１重量％以上に
なるとその効果が低下し、また０．０５重量％以下では
見るべき効果がないとしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来、パーマロイ組成
のＮｉ−Ｆｅ合金に種々の金属や希土類元素を少量添加
した磁気抵抗用合金が提案されているが、それらの磁気
抵抗効果は十分に満足できるものではなく、特に希土類
元素を０．０５〜１重量％含有させた磁気抵抗用合金で
は、磁気抵抗効果特性を安定して良いものにすることは
困難であった。
のＮｉ−Ｆｅ合金に種々の金属や希土類元素を少量添加
した磁気抵抗用合金が提案されているが、それらの磁気
抵抗効果は十分に満足できるものではなく、特に希土類
元素を０．０５〜１重量％含有させた磁気抵抗用合金で
は、磁気抵抗効果特性を安定して良いものにすることは
困難であった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者は、パーマロイ
組成のＮｉ−Ｆｅ合金に希土類元素を少量添加すること
により磁気抵抗効果の良い磁気抵抗用合金が得られるよ
うに鋭意研究し、異方性磁界が大きくなる程、磁気抵抗
比が大きくなり、かつ交番磁界で駆動させた時ノイズの
発生が抑制される傾向に基づいて本発明を完成した。す
なわち、学振薄膜第１３１研究資料（１９８９年、宮崎
照宜氏及び他３名）によれば、異方性磁気抵抗効果（△
ρ／ρO ）はスピン軌道相互作用の大きさに依存してお
り、また異方性磁界Ｈｋもスピン軌道相互作用の大きさ
に依存している。なお、異方性磁界Ｈｋは磁化困難軸方
向の磁束密度が飽和するときの磁界であり、磁気抵抗比
（△ρ／ρO ）との間に図１に示すような関係がある。
図１からもわかるように異方性磁界Ｈｋが大きくなる
程、磁気抵抗比が大きくなる傾向がある。一方異方性磁
界が大きいほど磁気抵抗素子は単磁区化されやすく、交
番磁界で駆動させた時のノイズの発生が抑制される傾向
がある。上記特性に基づき異方性磁界が大きくなるよう
に鋭意研究した結果、Ｎｉ−Ｆｅ合金に希土類元素を少
量含有させれば良いことを知り、本発明の磁気抵抗用合
金を完成した。
組成のＮｉ−Ｆｅ合金に希土類元素を少量添加すること
により磁気抵抗効果の良い磁気抵抗用合金が得られるよ
うに鋭意研究し、異方性磁界が大きくなる程、磁気抵抗
比が大きくなり、かつ交番磁界で駆動させた時ノイズの
発生が抑制される傾向に基づいて本発明を完成した。す
なわち、学振薄膜第１３１研究資料（１９８９年、宮崎
照宜氏及び他３名）によれば、異方性磁気抵抗効果（△
ρ／ρO ）はスピン軌道相互作用の大きさに依存してお
り、また異方性磁界Ｈｋもスピン軌道相互作用の大きさ
に依存している。なお、異方性磁界Ｈｋは磁化困難軸方
向の磁束密度が飽和するときの磁界であり、磁気抵抗比
（△ρ／ρO ）との間に図１に示すような関係がある。
図１からもわかるように異方性磁界Ｈｋが大きくなる
程、磁気抵抗比が大きくなる傾向がある。一方異方性磁
界が大きいほど磁気抵抗素子は単磁区化されやすく、交
番磁界で駆動させた時のノイズの発生が抑制される傾向
がある。上記特性に基づき異方性磁界が大きくなるよう
に鋭意研究した結果、Ｎｉ−Ｆｅ合金に希土類元素を少
量含有させれば良いことを知り、本発明の磁気抵抗用合
金を完成した。
【０００６】すなわち本発明は、５〜２５重量％のＦｅ
と１〜１０重量％の希土類元素と残部が不純物を除きＮ
ｉからなる磁気抵抗用合金である。希土類元素を１重量
％以上としたのはそれ以下では異方性磁界を大きくする
効果が少なく、１０重量％より多いと磁化困難軸方向の
保磁力が０．５Oe以上となり望ましくないからである。
希土類元素としては、薄膜を作成するためＮｉＦｅ合金
と蒸気圧の温度依存が類似しているＧｄ又はＮｄが望ま
しいが、その他、Ｓｍ、ＰｒなどのＬａ系やＹ系の希土
類元素でもよい。また異方性磁界は４．５Oe以上が望ま
しく、それは磁気抵抗比を約２％以上にでき、かつ交番
磁界で駆動させた時ノイズの発生を抑制できるからであ
る。
と１〜１０重量％の希土類元素と残部が不純物を除きＮ
ｉからなる磁気抵抗用合金である。希土類元素を１重量
％以上としたのはそれ以下では異方性磁界を大きくする
効果が少なく、１０重量％より多いと磁化困難軸方向の
保磁力が０．５Oe以上となり望ましくないからである。
希土類元素としては、薄膜を作成するためＮｉＦｅ合金
と蒸気圧の温度依存が類似しているＧｄ又はＮｄが望ま
しいが、その他、Ｓｍ、ＰｒなどのＬａ系やＹ系の希土
類元素でもよい。また異方性磁界は４．５Oe以上が望ま
しく、それは磁気抵抗比を約２％以上にでき、かつ交番
磁界で駆動させた時ノイズの発生を抑制できるからであ
る。
【０００７】
【実施例】２０重量％のＦｅと、希土類元素であるＧｄ
を０〜１０重量％の範囲で変更したそれぞれの量と、残
部がＮｉと不純物となる合金をアーク溶解で作成した。
この合金を真空蒸着装置内のルツボに入れ、同装置内を
１０-7ｔｏｒｒ以上の高真空にした。また同時に装置内
に硬質ガラスからなる基板を入れて約３００℃に加熱し
た。次いで真空蒸着装置内のルツボ内の合金を電子銃で
加熱することにより溶解して、前記基板上に厚さ約６０
０Åに蒸着し、基板を冷却した後、装置から基板を取り
出した。この時、蒸着膜に誘導磁気異方性を発生させる
ため外部から５０Ｏｅの磁界を印加した。次いで基板上
の蒸着部分を帯状にカットして、磁気抵抗素子とした。
を０〜１０重量％の範囲で変更したそれぞれの量と、残
部がＮｉと不純物となる合金をアーク溶解で作成した。
この合金を真空蒸着装置内のルツボに入れ、同装置内を
１０-7ｔｏｒｒ以上の高真空にした。また同時に装置内
に硬質ガラスからなる基板を入れて約３００℃に加熱し
た。次いで真空蒸着装置内のルツボ内の合金を電子銃で
加熱することにより溶解して、前記基板上に厚さ約６０
０Åに蒸着し、基板を冷却した後、装置から基板を取り
出した。この時、蒸着膜に誘導磁気異方性を発生させる
ため外部から５０Ｏｅの磁界を印加した。次いで基板上
の蒸着部分を帯状にカットして、磁気抵抗素子とした。
【０００８】得られた磁気抵抗素子の異方性磁界Ｈｋを
測定した結果を図２に示した。また上記の合金原料にお
いて、Ｇｄの代わりに添加量を変更したＮｄを使用し
て、同様に磁気抵抗素子を作成し、それらについても異
方性磁界を測定して図２に示した。図２からわかるよう
に、Ｇｄ又はＮｄの含有量が１重量％から１０重量％に
増加するにともない、異方性磁界が増加する。すなわち
Ｇｄ又はＮｄを１〜１０重量％含有することにより、異
方性磁界が４．５Ｏｅ以上となり、それらを１重量％よ
り少なく含有する従来例より向上している。なお、前記
実施例で使用した希土類元素はＧｄとＮｄであったが、
その他の希土類元素であっても同様の結果が得られるこ
とは容易に推測できる。
測定した結果を図２に示した。また上記の合金原料にお
いて、Ｇｄの代わりに添加量を変更したＮｄを使用し
て、同様に磁気抵抗素子を作成し、それらについても異
方性磁界を測定して図２に示した。図２からわかるよう
に、Ｇｄ又はＮｄの含有量が１重量％から１０重量％に
増加するにともない、異方性磁界が増加する。すなわち
Ｇｄ又はＮｄを１〜１０重量％含有することにより、異
方性磁界が４．５Ｏｅ以上となり、それらを１重量％よ
り少なく含有する従来例より向上している。なお、前記
実施例で使用した希土類元素はＧｄとＮｄであったが、
その他の希土類元素であっても同様の結果が得られるこ
とは容易に推測できる。
【０００９】
【発明の効果】本発明の磁気抵抗用合金は、異方性磁界
が大きくなるように希土類元素を１〜１０重量％含有し
ており、それがために磁気抵抗比が大きく、交番磁界で
駆動させた時ノイズの発生を抑制できる磁気抵抗素子を
安定して作製することができる。よって本発明の磁気抵
抗用合金を使用すれば、高出力で精度の良いセンサなど
の作成が可能になる。
が大きくなるように希土類元素を１〜１０重量％含有し
ており、それがために磁気抵抗比が大きく、交番磁界で
駆動させた時ノイズの発生を抑制できる磁気抵抗素子を
安定して作製することができる。よって本発明の磁気抵
抗用合金を使用すれば、高出力で精度の良いセンサなど
の作成が可能になる。
【図１】異方性磁界と磁気抵抗比との関係説明図であ
る。
る。
【図２】実施例の希土類含有量と、異方性磁界との関係
図である。
図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 ５〜２５重量％のＦｅと１〜１０重量％
の希土類元素と残部が不純物を除きＮｉからなることを
特徴とする磁気抵抗用合金。 - 【請求項２】 異方性磁界が４．５Oe以上である請求項
１に記載の磁気抵抗用合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3183661A JPH0517838A (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 磁気抵抗用合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3183661A JPH0517838A (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 磁気抵抗用合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0517838A true JPH0517838A (ja) | 1993-01-26 |
Family
ID=16139720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3183661A Pending JPH0517838A (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 磁気抵抗用合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0517838A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005101378A1 (en) * | 2004-04-02 | 2005-10-27 | Tdk Corporation | Composite free layer for stabilizing magnetoresistive head |
-
1991
- 1991-06-28 JP JP3183661A patent/JPH0517838A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005101378A1 (en) * | 2004-04-02 | 2005-10-27 | Tdk Corporation | Composite free layer for stabilizing magnetoresistive head |
| US7495867B2 (en) | 2004-04-02 | 2009-02-24 | Tdk Corporation | Composite free layer for stabilizing magnetoresistive head |
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