JP2000302433A - 磁場誘起強磁性珪素化合物 - Google Patents
磁場誘起強磁性珪素化合物Info
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- JP2000302433A JP2000302433A JP11110885A JP11088599A JP2000302433A JP 2000302433 A JP2000302433 A JP 2000302433A JP 11110885 A JP11110885 A JP 11110885A JP 11088599 A JP11088599 A JP 11088599A JP 2000302433 A JP2000302433 A JP 2000302433A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 希土類を用いることなく、磁化特性温度が常
温以上である磁性珪素化合物を提供する。 【解決手段】 Ｚｒ（Ｃｏ1-x Ｆｅx ）2 Ｓｉ2 （ｘは
０．１５以上０．３以下）の化合物とする。
温以上である磁性珪素化合物を提供する。 【解決手段】 Ｚｒ（Ｃｏ1-x Ｆｅx ）2 Ｓｉ2 （ｘは
０．１５以上０．３以下）の化合物とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この出願の発明は、磁場誘起
強磁性珪素化合物に関するものである。さらに詳しく
は、この出願の発明は、高性能な情報記憶媒体をはじめ
とする電子材料や電磁気材料、各種磁性材料等に有用
な、磁場誘起強磁性珪素化合物に関するものである。
強磁性珪素化合物に関するものである。さらに詳しく
は、この出願の発明は、高性能な情報記憶媒体をはじめ
とする電子材料や電磁気材料、各種磁性材料等に有用
な、磁場誘起強磁性珪素化合物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】従来より、電子材料や電磁気
材料等の分野において、磁性材料の探索研究が盛んに行
われているが、最近の物性物理学の研究において注目さ
れているものの一つに、金属間化合物群のうちのＴｈＣ
ｒ2 Ｓｉ2 (Tetragonal,Ｉｍｍｍ／４）がある。
材料等の分野において、磁性材料の探索研究が盛んに行
われているが、最近の物性物理学の研究において注目さ
れているものの一つに、金属間化合物群のうちのＴｈＣ
ｒ2 Ｓｉ2 (Tetragonal,Ｉｍｍｍ／４）がある。
【０００３】このＴｈＣｒ2 Ｓｉ2 については、Ｓｉ系
金属間化合物として磁性特性を有するものとして注目さ
れるものである。しかしながら、ＴｈＣｒ2 Ｓｉ2 に関
して、金属間化合物としての元素の組合わせとその磁気
特性について検討が進められてきているが、いずれの場
合にも、磁性の中心に、Ｔｈサイトのランタノイド（あ
るいはアクチノイド）が据えられており、希土類元素が
欠かせないものとして考えられていた。希土類元素は大
気中で不安定で取扱いが難しく、また高価でもある。そ
してまた、従来のものの磁化特性温度は高々１００Ｋオ
ーダーであって、学問的な興味を別にすれば、よほど特
殊な用途でない限り実用性に乏しいものにしかすぎなか
った。
金属間化合物として磁性特性を有するものとして注目さ
れるものである。しかしながら、ＴｈＣｒ2 Ｓｉ2 に関
して、金属間化合物としての元素の組合わせとその磁気
特性について検討が進められてきているが、いずれの場
合にも、磁性の中心に、Ｔｈサイトのランタノイド（あ
るいはアクチノイド）が据えられており、希土類元素が
欠かせないものとして考えられていた。希土類元素は大
気中で不安定で取扱いが難しく、また高価でもある。そ
してまた、従来のものの磁化特性温度は高々１００Ｋオ
ーダーであって、学問的な興味を別にすれば、よほど特
殊な用途でない限り実用性に乏しいものにしかすぎなか
った。
【０００４】そこで、この出願の発明は、以上のとおり
の技術的限界を克服して、ＴｈＣｒ 2 Ｓｉ2 のＳｉ系金
属間化合物の磁性に着目し、希土類元素を組成とするこ
となく、しかもより高い温度での磁性を示す、新しい物
質を提供することを課題としている。
の技術的限界を克服して、ＴｈＣｒ 2 Ｓｉ2 のＳｉ系金
属間化合物の磁性に着目し、希土類元素を組成とするこ
となく、しかもより高い温度での磁性を示す、新しい物
質を提供することを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この出願の発明は、上記
課題を解決するものとして、第１には、一般式として Ｚｒ（Ｃｏ1-x Ｆｅx ）2 Ｓｉ2 （ｘは、０．１５〜０．３０の数を示す）で表わされる
ことを特徴とする磁場誘起強磁性珪素化合物を提供す
る。
課題を解決するものとして、第１には、一般式として Ｚｒ（Ｃｏ1-x Ｆｅx ）2 Ｓｉ2 （ｘは、０．１５〜０．３０の数を示す）で表わされる
ことを特徴とする磁場誘起強磁性珪素化合物を提供す
る。
【０００６】そして、この出願の発明は、第２には、１
０００℃以上の温度で強磁性誘起特性を示す前記の珪素
化合物を提供する。
０００℃以上の温度で強磁性誘起特性を示す前記の珪素
化合物を提供する。
【０００７】
【発明の実施の形態】この出願の発明は、以上のとおり
の特徴をもつものであるが、希土類元素を組成成分とす
ることなしに、しかもより高い温度で磁気特性を示す物
質を提供するものとして画期的である。この発明の磁場
誘起強磁性珪素化合物は、基本的に、ＴｈＣｒ2 Ｓｉ2
結晶の構造をとり、「磁場誘起強磁性」という磁気的性
質を持ち、なおかつその磁化特性温度がたとえば１００
０℃以上の高い温度にあるという特徴を有している。
の特徴をもつものであるが、希土類元素を組成成分とす
ることなしに、しかもより高い温度で磁気特性を示す物
質を提供するものとして画期的である。この発明の磁場
誘起強磁性珪素化合物は、基本的に、ＴｈＣｒ2 Ｓｉ2
結晶の構造をとり、「磁場誘起強磁性」という磁気的性
質を持ち、なおかつその磁化特性温度がたとえば１００
０℃以上の高い温度にあるという特徴を有している。
【０００８】この磁場誘起強磁性という性質について、
さらに詳しく説明する。一般的に磁化試料に対して、真
空中で、ゼロ磁場化で磁化特性温度以上にまで加熱し、
常温に戻したのち磁化測定を行うと、磁化試料の磁化は
外場にほぼ線形的に依存して常磁性を示す。しかしなが
ら、この発明の磁場誘起強磁性珪素化合物においては、
例えば１０００Ｇ以上の磁場下で、磁化特性温度を１０
００℃以上として同じプロセスを行うと、その磁化曲線
は磁場に対して鋭く立ち上がり強磁性的な飽和を示す。
さらに詳しく説明する。一般的に磁化試料に対して、真
空中で、ゼロ磁場化で磁化特性温度以上にまで加熱し、
常温に戻したのち磁化測定を行うと、磁化試料の磁化は
外場にほぼ線形的に依存して常磁性を示す。しかしなが
ら、この発明の磁場誘起強磁性珪素化合物においては、
例えば１０００Ｇ以上の磁場下で、磁化特性温度を１０
００℃以上として同じプロセスを行うと、その磁化曲線
は磁場に対して鋭く立ち上がり強磁性的な飽和を示す。
【０００９】さらに、その強磁性的な振る舞いを示すよ
うになった磁化試料を、ゼロ磁場下で再度加熱・冷却す
ると、磁化試料は可逆的に常磁性に戻る。すなわち、こ
の発明の珪素化合物の特徴は、外場のあるなしにより、
強磁性・常磁性の切り替えが行われたことを示す。この
現象において、温度１０００℃は磁化特性温度と呼ばれ
る。すなわち、一旦強磁性状態となったこの発明の磁化
試料をゼロ磁場下で、１０００℃未満まで加熱しても、
磁化試料は強磁性状態であり続ける。逆に常磁性状態の
この発明の磁化試料を常温で３０Ｔもの強磁場に曝して
も、この発明の磁化試料は常磁性であり続ける。
うになった磁化試料を、ゼロ磁場下で再度加熱・冷却す
ると、磁化試料は可逆的に常磁性に戻る。すなわち、こ
の発明の珪素化合物の特徴は、外場のあるなしにより、
強磁性・常磁性の切り替えが行われたことを示す。この
現象において、温度１０００℃は磁化特性温度と呼ばれ
る。すなわち、一旦強磁性状態となったこの発明の磁化
試料をゼロ磁場下で、１０００℃未満まで加熱しても、
磁化試料は強磁性状態であり続ける。逆に常磁性状態の
この発明の磁化試料を常温で３０Ｔもの強磁場に曝して
も、この発明の磁化試料は常磁性であり続ける。
【００１０】常温以上の１０００℃という磁化特性温度
を超えることで、初めて常磁性状態と強磁性状態の切り
替えが可能となる。このような高温での「磁場誘起強磁
性」現象はこれまで報告された例はない。そして、この
発明の磁場誘起強磁性珪素化合物は、磁化特性温度が常
温以上であり、さらに常温では３０Ｔにおよび強磁場に
対しても状態を変えないという性質をもつ。この性質か
ら、この磁場誘起強磁性珪素化合物が、高温、強磁場に
耐えることが可能である。
を超えることで、初めて常磁性状態と強磁性状態の切り
替えが可能となる。このような高温での「磁場誘起強磁
性」現象はこれまで報告された例はない。そして、この
発明の磁場誘起強磁性珪素化合物は、磁化特性温度が常
温以上であり、さらに常温では３０Ｔにおよび強磁場に
対しても状態を変えないという性質をもつ。この性質か
ら、この磁場誘起強磁性珪素化合物が、高温、強磁場に
耐えることが可能である。
【００１１】以上のようなこの発明の磁場誘起強磁性珪
素化合物においては、その鉄組成は０．１５から０．３
であることが望ましい。例えば鉄組成がｘ＝０．３にお
いては強磁性状態では、５Ｔでの磁化の値は常磁性状態
でのそれの４０倍もの大きさを示す。鉄の成分が少なく
なるにつれて、磁化特性温度と強磁性状態での磁化の値
は低下し、強磁性状態と常磁性状態の区別は付きにくく
なる。そしてｘ＝０．１５以下では、系は常磁性のみを
示すようになる。またさらに、鉄の組成がｘ＝０．３を
超えると、構造が非常に不安定となり、単相化自体が困
難となる。
素化合物においては、その鉄組成は０．１５から０．３
であることが望ましい。例えば鉄組成がｘ＝０．３にお
いては強磁性状態では、５Ｔでの磁化の値は常磁性状態
でのそれの４０倍もの大きさを示す。鉄の成分が少なく
なるにつれて、磁化特性温度と強磁性状態での磁化の値
は低下し、強磁性状態と常磁性状態の区別は付きにくく
なる。そしてｘ＝０．１５以下では、系は常磁性のみを
示すようになる。またさらに、鉄の組成がｘ＝０．３を
超えると、構造が非常に不安定となり、単相化自体が困
難となる。
【００１２】この発明の磁場誘起強磁性珪素化合物は、
空気中で不安定であり取り扱いが難しくなおかつ高価な
希土類を含んでおらず、より一般的なＺｒ、Ｆｅ、Ｃ
ｏ、および、Ｓｉなどの元素の組み合わせにより構成さ
れている。この発明の磁場誘起強磁性珪素化合物は、そ
の作製が非常に容易であることも大きな特徴である。た
とえば、通常のアーク溶解炉での混合溶解を行い、その
溶液を石英管に真空封入して、１１５０℃程度で数１０
０時間アニールすれば、この発明の珪素化合物の合成、
単相化を行うことができる。
空気中で不安定であり取り扱いが難しくなおかつ高価な
希土類を含んでおらず、より一般的なＺｒ、Ｆｅ、Ｃ
ｏ、および、Ｓｉなどの元素の組み合わせにより構成さ
れている。この発明の磁場誘起強磁性珪素化合物は、そ
の作製が非常に容易であることも大きな特徴である。た
とえば、通常のアーク溶解炉での混合溶解を行い、その
溶液を石英管に真空封入して、１１５０℃程度で数１０
０時間アニールすれば、この発明の珪素化合物の合成、
単相化を行うことができる。
【００１３】次に、この発明の実施例について説明す
る。
る。
【００１４】
【実施例】化学量論組成５ｇのＺｒ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｓｉ
を含む原料元素を純粋アルゴン雰囲気下でアーク溶解
し、その溶解物を石英管に真空封入したのち、１１５０
℃で１００時間アニールした。そして、得られた磁化試
料を石英管ごと水中に投入しクエンチした。
を含む原料元素を純粋アルゴン雰囲気下でアーク溶解
し、その溶解物を石英管に真空封入したのち、１１５０
℃で１００時間アニールした。そして、得られた磁化試
料を石英管ごと水中に投入しクエンチした。
【００１５】製造された磁化試料は、粉末Ｘ線測定およ
び走査電子顕微鏡による組成分析を併用し、ＴｈＣｒ2
Ｓｉ2 結晶と同じ構造の単相であり、その組成は、Ｚｒ
（Ｃｏ0.7 Ｆｅ0.3 ）2 Ｓｉ2 であることを確認した。
得られた珪素化合物の磁気的性質を測定した。常温以下
では、ＳＱＵＩＤ磁束計を用いた。また、常温以上８０
０℃以下の測定については、ＶＳＭにより行った。た
だ、磁化特性温度がＶＳＭの測定温度領域を越えてしま
うため、１０００℃以上の高温に加熱した磁化試料に永
久磁石で磁場を与え、これを冷却することで強磁性・常
磁性状態の切り替えを行った。
び走査電子顕微鏡による組成分析を併用し、ＴｈＣｒ2
Ｓｉ2 結晶と同じ構造の単相であり、その組成は、Ｚｒ
（Ｃｏ0.7 Ｆｅ0.3 ）2 Ｓｉ2 であることを確認した。
得られた珪素化合物の磁気的性質を測定した。常温以下
では、ＳＱＵＩＤ磁束計を用いた。また、常温以上８０
０℃以下の測定については、ＶＳＭにより行った。た
だ、磁化特性温度がＶＳＭの測定温度領域を越えてしま
うため、１０００℃以上の高温に加熱した磁化試料に永
久磁石で磁場を与え、これを冷却することで強磁性・常
磁性状態の切り替えを行った。
【００１６】前記のＺｒ（Ｃｏ0.7 Ｆｅ0.3 ）2 Ｓｉ2
の強磁性・常磁性状態のそれぞれ磁場依存性は、図１に
示した通りである。この図１において、ゼロ磁場下にお
ける加熱・冷却後の常磁性状態における常温での磁化曲
線を○印で記してあり、磁場下における加熱・冷却後の
強磁性状態における常温での磁化曲線を●印で示してあ
る。
の強磁性・常磁性状態のそれぞれ磁場依存性は、図１に
示した通りである。この図１において、ゼロ磁場下にお
ける加熱・冷却後の常磁性状態における常温での磁化曲
線を○印で記してあり、磁場下における加熱・冷却後の
強磁性状態における常温での磁化曲線を●印で示してあ
る。
【００１７】この図１に示されているように、常磁性状
態での磁化が磁場に線形的に依存しているのに対し、強
磁性状態での磁化は鋭く立ち上がって飽和傾向を示すこ
とがわかる。さらに、強磁性状態の５Ｔでの磁化の値
は、常磁性状態のそれの４０倍に達していることがわか
る。
態での磁化が磁場に線形的に依存しているのに対し、強
磁性状態での磁化は鋭く立ち上がって飽和傾向を示すこ
とがわかる。さらに、強磁性状態の５Ｔでの磁化の値
は、常磁性状態のそれの４０倍に達していることがわか
る。
【００１８】
【発明の効果】この発明は、以上詳しく説明したよう
に、希土類元素を用いることなく、磁化特性温度が常温
以上であることを特徴とする磁場誘起強磁性珪素化合物
の提供を可能とする。その結果、高温、強磁場に耐える
ことができる情報記憶媒体などの新規磁性材料の創製が
可能となる。
に、希土類元素を用いることなく、磁化特性温度が常温
以上であることを特徴とする磁場誘起強磁性珪素化合物
の提供を可能とする。その結果、高温、強磁場に耐える
ことができる情報記憶媒体などの新規磁性材料の創製が
可能となる。
【図１】この発明の実施例としての磁化曲線を示した図
である。
である。
フロントページの続き (72)発明者 上原 満 茨城県つくば市千現１丁目２番１号 科学 技術庁金属材料技術研究所内 (72)発明者 松下 明行 茨城県つくば市千現１丁目２番１号 科学 技術庁金属材料技術研究所内 Ｆターム(参考） 4G072 AA20 BB01 GG01 HH01 JJ09 MM01 MM38 UU30
Claims (2)
- 【請求項１】 一般式として Ｚｒ（Ｃｏ1-x Ｆｅx ）2 Ｓｉ2 （ｘは、０．１５〜０．３０の数を示す）で表わされる
ことを特徴とする磁場誘起強磁性珪素化合物。 - 【請求項２】 １０００℃以上の温度で強磁性誘起特性
を示す請求項１の磁場誘起強磁性珪素化合物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11088599A JP3829967B2 (ja) | 1999-04-19 | 1999-04-19 | 磁場誘起強磁性珪素化合物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11088599A JP3829967B2 (ja) | 1999-04-19 | 1999-04-19 | 磁場誘起強磁性珪素化合物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000302433A true JP2000302433A (ja) | 2000-10-31 |
| JP3829967B2 JP3829967B2 (ja) | 2006-10-04 |
Family
ID=14547172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11088599A Expired - Lifetime JP3829967B2 (ja) | 1999-04-19 | 1999-04-19 | 磁場誘起強磁性珪素化合物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3829967B2 (ja) |
-
1999
- 1999-04-19 JP JP11088599A patent/JP3829967B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3829967B2 (ja) | 2006-10-04 |
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