JP2018174282A - Hard magnetic material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、新規な硬質磁性材料に関する。 The present invention relates to a novel hard magnetic material.
永久磁石や磁気記録媒体等には、高い保磁力を有する硬質磁性材料が用いられる。硬質磁性材料の高性能化のためには、該硬質磁性材料の一軸磁気異方性（Ｋｕ）を高めることが必要である。 A hard magnetic material having a high coercive force is used for a permanent magnet, a magnetic recording medium, or the like. In order to improve the performance of a hard magnetic material, it is necessary to increase the uniaxial magnetic anisotropy (Ku) of the hard magnetic material.
従来、高性能な永久磁石には、希土類元素であるＮｄ及びＤｙを含むＦｅ（ＮｄＤｙ）Ｂが硬質磁性材料として主に用いられている。また、磁気記録媒体には、貴金属であるＰｔを含むＣｏＣｒＰｔやＦｅＰｔが硬質磁性材料として主に用いられている。資源の安定的供給の観点から、これらの希土類元素や貴金属の使用量を低減することが望まれている。 Conventionally, Fe (NdDy) B containing rare earth elements Nd and Dy is mainly used as a hard magnetic material for high-performance permanent magnets. For magnetic recording media, CoCrPt and FePt containing Pt, which is a noble metal, are mainly used as hard magnetic materials. From the viewpoint of stable supply of resources, it is desired to reduce the amount of these rare earth elements and noble metals used.
本発明は、希土類元素や貴金属元素を用いることなく、良好な一軸磁気異方性を発現することが可能な硬質磁性材料を提供することを課題とする。また、該硬質磁性材料の製造方法を提供する。 An object of the present invention is to provide a hard magnetic material capable of expressing good uniaxial magnetic anisotropy without using rare earth elements or noble metal elements. Moreover, the manufacturing method of this hard magnetic material is provided.
本発明の第１の態様は、下記一般式（１）で表される組成を有する正方晶ＦｅＣｏＶ基合金であって、正方晶ＦｅＣｏＶ基合金の正方晶歪ｃ／ａが１．０２を超え１．３以下である、ＦｅＣｏＶ基合金系硬質磁性材料である。
（Ｆｅ１−ｘＣｏｘ）１−ｙ−ｚＶｙＡｚ （１）
（一般式（１）中、ｘは０．４≦ｘ≦０．７を満たす実数であり；ｙは０＜ｙ≦０．１５を満たす実数であり；ｚは０≦ｚ≦０．１５を満たす実数であり；０＜ｚ≦０．１５のとき、ＡはＣ、若しくはＮ、又はそれらの組み合わせを表す。）
A first aspect of the present invention is a tetragonal FeCoV-based alloy having a composition represented by the following general formula (1), wherein the tetragonal strain c / a of the tetragonal FeCoV-based alloy exceeds 1.02 and is 1 It is a FeCoV-based alloy hard magnetic material that is .3 or less.
(Fe 1-x Co x ) 1-yz V y A z (1)
(In the general formula (1), x is a real number satisfying 0.4 ≦ x ≦ 0.7; y is a real number satisfying 0 <y ≦ 0.15; z is 0 ≦ z ≦ 0.15. A real number that satisfies; when 0 <z ≦ 0.15, A represents C, N, or a combination thereof.
本明細書において「硬質磁性材料」とは、一軸磁気異方性定数Ｋｕ１が０．７５×１０７ｅｒｇ／ｃｍ３以上である材料を意味する。 In the present specification, the “hard magnetic material” means a material having a uniaxial magnetic anisotropy constant K u1 of 0.75 × 10 7 erg / cm 3 or more.
一の実施形態において、上記一般式（１）中のｚは０である。 In one embodiment, z in the general formula (1) is 0.
他の一の実施形態において、上記一般式（１）中のｚは０＜ｚ≦０．１５を満たす実数である。 In another embodiment, z in the general formula (1) is a real number that satisfies 0 <z ≦ 0.15.
本発明の第１の態様において、上記正方晶歪ｃ／ａが１．０５以上１．３以下であることが好ましい。 In the first aspect of the present invention, the tetragonal strain c / a is preferably 1.05 or more and 1.3 or less.
本発明の第２の態様は、本発明の第１の態様に係るＦｅＣｏＶ基合金系硬質磁性材料からなる、硬質磁性体膜である。 The second aspect of the present invention is a hard magnetic film made of the FeCoV-based alloy hard magnetic material according to the first aspect of the present invention.
本発明の第３の態様は、本発明の第１の態様に係るＦｅＣｏＶ基合金系硬質磁性材料の粒子であって、粒径が１０００ｎｍ以下である粒子を含む、永久磁石である。 A third aspect of the present invention is a permanent magnet including particles of a FeCoV-based alloy hard magnetic material according to the first aspect of the present invention and having a particle diameter of 1000 nm or less.
本発明の第４の態様は、（ａ）酸化マグネシウム単結晶基板の表面に、ロジウム層をエピタキシャル成長させる工程と、（ｂ）前記ロジウム層の表面に、上記一般式（１）で表される組成を有するＦｅＣｏＶ基合金層をエピタキシャル成長させる工程とを含む、ＦｅＣｏＶ基合金系硬質磁性材料の製造方法である。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided (a) a step of epitaxially growing a rhodium layer on the surface of a magnesium oxide single crystal substrate, and (b) a composition represented by the general formula (1) on the surface of the rhodium layer. And a process for epitaxially growing a FeCoV-based alloy layer having a FeCoV-based alloy magnetic material.
本発明の第１及び第２の態様に係るＦｅＣｏＶ基合金系硬質磁性材料およびＦｅＣｏＶ基合金系硬質磁性体膜によれば、希土類元素や貴金属元素を用いることなく、良好な一軸磁気異方性を発現することが可能な硬質磁性材料および硬質磁性体膜を提供できる。 According to the FeCoV base alloy hard magnetic material and the FeCoV base alloy hard magnetic film according to the first and second aspects of the present invention, good uniaxial magnetic anisotropy can be obtained without using rare earth elements or noble metal elements. It is possible to provide a hard magnetic material and a hard magnetic film that can be expressed.
本発明の第３の態様に係る永久磁石によれば、希土類元素や貴金属を用いることなく、良好な保磁力を発現することが可能な永久磁石を提供できる。 According to the permanent magnet according to the third aspect of the present invention, it is possible to provide a permanent magnet capable of expressing a good coercive force without using a rare earth element or a noble metal.
本発明の第４の態様に係るＦｅＣｏＶ基合金系硬質磁性材料の製造方法は、本発明の第１の態様に係るＦｅＣｏＶ基合金系硬質磁性材料の製造に好ましく採用できる。 The method for producing the FeCoV-based alloy hard magnetic material according to the fourth aspect of the present invention can be preferably employed for the production of the FeCoV-based alloy hard magnetic material according to the first aspect of the present invention.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。図では、符号を一部省略することがある。本明細書において、数値Ａ及びＢについて「Ａ〜Ｂ」は、特に別途規定されない限り、「Ａ以上Ｂ以下」を意味する。該表記において数値Ａの単位を省略する場合には、数値Ｂに付された単位が数値Ａの単位として適用されるものとする。なお、以下に示す形態は本発明の例示であり、本発明がこれらの形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawing, some symbols may be omitted. In the present specification, “A to B” for the numerical values A and B means “A or more and B or less” unless otherwise specified. In the notation, when the unit of the numerical value A is omitted, the unit attached to the numerical value B is applied as the unit of the numerical value A. In addition, the form shown below is an illustration of this invention and this invention is not limited to these forms.
＜ＦｅＣｏＶ基合金系硬質磁性材料＞
本発明のＦｅＣｏＶ基合金系硬質磁性材料は、下記一般式（１）で表される組成を有する正方晶ＦｅＣｏＶ基合金である。
（Ｆｅ１−ｘＣｏｘ）１−ｙ−ｚＶｙＡｚ （１）
（一般式（１）中、ｘは０．４≦ｘ≦０．７を満たす実数であり；ｙは０＜ｙ≦０．１５を満たす実数であり；ｚは０≦ｚ≦０．１５を満たす実数であり；０＜ｚ≦０．１５のとき、ＡはＣ、若しくはＮ、又はそれらの組み合わせを表す。）
<FeCoV-based alloy-based hard magnetic material>
The FeCoV base alloy hard magnetic material of the present invention is a tetragonal FeCoV base alloy having a composition represented by the following general formula (1).
(Fe 1-x Co x ) 1-yz V y A z (1)
(In the general formula (1), x is a real number satisfying 0.4 ≦ x ≦ 0.7; y is a real number satisfying 0 <y ≦ 0.15; z is 0 ≦ z ≦ 0.15. A real number that satisfies; when 0 <z ≦ 0.15, A represents C, N, or a combination thereof.
一般式（１）において、ｙは０を超え０．１５以下であり、好ましくは０．０１以上、特に好ましくは０．０４以上である。一の実施形態においてｙは０．１２以下であり、他の一の実施形態においてｙは０．１１以下である。 In general formula (1), y is more than 0 and 0.15 or less, preferably 0.01 or more, particularly preferably 0.04 or more. In one embodiment, y is 0.12 or less, and in another embodiment, y is 0.11 or less.
本発明のＦｅＣｏＶ基合金系硬質磁性材料は正方晶歪を有する。正方晶歪は、正方晶の結晶格子のｃ軸方向の長さ（ｃ）のａ軸方向の長さ（ａ）に対する比（ｃ／ａ）で表される。ＦｅＣｏＶ基合金の結晶構造は平衡状態ではｂｃｃであるが、歪の導入によって正方晶になることにより一軸磁気異方性を発現する。正方晶歪ｃ／ａは１．０２を超え１．３０以下である。 The FeCoV-based alloy hard magnetic material of the present invention has a tetragonal strain. The tetragonal strain is represented by the ratio (c / a) of the length (c) in the c-axis direction of the tetragonal crystal lattice to the length (a) in the a-axis direction. The crystal structure of the FeCoV-based alloy is bcc in an equilibrium state, but exhibits uniaxial magnetic anisotropy by becoming tetragonal by introducing strain. The tetragonal strain c / a is more than 1.02 and not more than 1.30.
一の実施形態において、正方晶歪ｃ／ａは好ましくは１．０５以上であり、より好ましくは１．１０以上であり、特に好ましくは１．１５以上であり、また好ましくは１．２５以下であり、一の実施形態において１．２０以下である。正方晶歪ｃ／ａが上記範囲内であることにより、一軸磁気異方性を高めることが可能になる。 In one embodiment, the tetragonal strain c / a is preferably 1.05 or more, more preferably 1.10 or more, particularly preferably 1.15 or more, and preferably 1.25 or less. Yes, in one embodiment it is 1.20 or less. When the tetragonal strain c / a is within the above range, the uniaxial magnetic anisotropy can be increased.
一の実施形態において、一般式（１）中のｚは０である。ｚが０であるとき、上記一般式（１）は
（Ｆｅ１−ｘＣｏｘ）１−ｙ−ｚＶｙ （２）
となる。かかる実施形態において、一般式（１）中のｘは好ましくは０．５０〜０．７０、ｙは好ましくは０．０４〜０．１１である。ｘ及びｙが上記範囲内であることにより、一軸磁気異方性をさらに高めることが可能になる。
In one embodiment, z in general formula (1) is 0. When z is 0, the general formula (1) is expressed as (Fe 1-x Co x ) 1-yz V y (2)
It becomes. In such an embodiment, x in the general formula (1) is preferably 0.50 to 0.70, and y is preferably 0.04 to 0.11. When x and y are within the above ranges, the uniaxial magnetic anisotropy can be further increased.
一の実施形態において、一般式（１）中のｚは０＜ｚ≦０．１５を満たす実数である。かかる実施形態において、一般式（１）中のＡはＣ（炭素）、若しくはＮ（窒素）、又はそれらの組み合わせを表す。このような軽元素を含有するＦｅＣｏＶ基合金によれば、正方晶構造が安定化されるので、一軸磁気異方性をさらに高めることが可能になる。ｚは好ましくは０．０１以上、より好ましくは０．０３以上であり、また好ましくは０．１０以下、より好ましくは０．０７以下である。かかる実施形態において、ｘは好ましくは０．４５〜０．７０、より好ましくは０．５０〜０．７０であり、ｙは好ましくは０．０４〜０．１１である。ｘ、ｙ、及びｚが上記範囲内であることにより、一軸磁気異方性をさらに高めることが可能になる。一般式（１）中のＡはＣであってもよく、Ｎであってもよく、ＣとＮとの組み合わせ（すなわちＡが一般式Ｃ１−ｐＮｐで表され；ｐは０＜ｐ＜１を満たす実数である）であってもよい。一の典型的な実施形態において、一般式（１）中のＡはＣ（炭素）である。 In one embodiment, z in the general formula (1) is a real number that satisfies 0 <z ≦ 0.15. In such an embodiment, A in the general formula (1) represents C (carbon), N (nitrogen), or a combination thereof. According to the FeCoV-based alloy containing such a light element, the tetragonal structure is stabilized, so that the uniaxial magnetic anisotropy can be further increased. z is preferably 0.01 or more, more preferably 0.03 or more, and preferably 0.10 or less, more preferably 0.07 or less. In such embodiments, x is preferably 0.45 to 0.70, more preferably 0.50 to 0.70, and y is preferably 0.04 to 0.11. When x, y, and z are within the above ranges, the uniaxial magnetic anisotropy can be further increased. A in the general formula (1) may be C or N, and a combination of C and N (that is, A is represented by the general formula C 1-p N p ; p is 0 <p <A real number satisfying 1). In one exemplary embodiment, A in general formula (1) is C (carbon).
本発明のＦｅＣｏＶ基合金系硬質磁性材料によれば、良好な一軸磁気異方性Ｋｕ１を発現することが可能である。ＦｅＣｏＶ基合金系硬質磁性材料の一軸磁気異方性Ｋｕ１は例えば０．７５×１０７ｅｒｇ／ｃｍ３以上とすることができ、好ましくは１．０×１０７ｅｒｇ／ｃｍ３以上、より好ましくは１．５×１０７ｅｒｇ／ｃｍ３以上とすることも可能である。 According to FeCoV base alloy hard magnetic material of the present invention, it is possible to express the good uniaxial magnetic anisotropy K u1. The uniaxial magnetic anisotropy K u1 of the FeCoV-based alloy-based hard magnetic material can be, for example, 0.75 × 10 7 erg / cm 3 or more, preferably 1.0 × 10 7 erg / cm 3 or more, more preferably Can be 1.5 × 10 7 erg / cm 3 or more.
本発明のＦｅＣｏＶ基合金系硬質磁性材料によれば、一軸磁気異方性Ｋｕ１だけでなく飽和磁化Ｍｓも高めることが可能である。ＦｅＣｏＶ基合金系硬質磁性材料の飽和磁化ＭｓはＶ濃度、Ｃｏ濃度、及び軽元素（一般式（１）中のＡ）濃度の調整によって、例えば１０００ｅｍｕ／ｃｍ３以上とすることができ、好ましくは１２５０ｅｍｕ／ｃｍ３以上、より好ましくは１４００ｅｍｕ／ｃｍ３以上とすることも可能である。 According to FeCoV base alloy hard magnetic material of the present invention, it is possible to increase also the saturation magnetization M s well uniaxial magnetic anisotropy K u1. The saturation magnetization M s of the FeCoV-based alloy hard magnetic material can be set to, for example, 1000 emu / cm 3 or more by adjusting the V concentration, the Co concentration, and the light element (A in the general formula (1)) concentration, 1250 emu / cm 3 or more, more preferably 1400 emu / cm 3 or more.
＜硬質磁性体膜＞
本発明の第２の態様に係るＦｅＣｏＶ基合金系硬質磁性体膜の膜厚は特に制限されるものではないが、例えば１００ｎｍ以下、好ましくは５０ｎｍ以下とすることができ、また例えば５ｎｍ以上とすることができる。
<Hard magnetic film>
The film thickness of the FeCoV-based alloy hard magnetic film according to the second aspect of the present invention is not particularly limited, but can be, for example, 100 nm or less, preferably 50 nm or less, and, for example, 5 nm or more. be able to.
＜永久磁石＞
本発明の第３の態様に係る永久磁石（以下において「ＦｅＣｏＶ基合金系永久磁石」ということがある。）は、本発明の第１の態様に係るＦｅＣｏＶ基合金系硬質磁性材料の粒子であって、粒径が１０００ｎｍ以下である粒子を含むことを特徴とする。ＦｅＣｏＶ基合金系永久磁石におけるＦｅＣｏＶ基合金系硬質磁性材料の粒子の粒径は１０００ｎｍ以下であり、好ましくは５００ｎｍ以下、より好ましくは１００ｎｍ以下、さらに好ましくは５０ｎｍ以下であり、特に好ましくは３０ｎｍ以下である。ＦｅＣｏＶ基合金系硬質磁性材料粒子の粒径が上記の上限値以下であることにより、良好な保磁力を発現することが可能になる。一方、熱揺らぎ効果を考慮すれば、ＦｅＣｏＶ基合金系硬質磁性材料粒子の粒径は好ましくは１０ｎｍ以上、より好ましくは２０ｎｍ以上である。本明細書において、ＦｅＣｏＶ基合金系硬質磁性材料の粒子の粒径は、電子顕微鏡像の画像解析により測定される球相当径（画像中に粒子が占める面積と同一の面積を与える球の直径）を意味する。
<Permanent magnet>
The permanent magnet according to the third aspect of the present invention (hereinafter sometimes referred to as “FeCoV-based alloy-based permanent magnet”) is a particle of the FeCoV-based alloy-based hard magnetic material according to the first aspect of the present invention. And particles having a particle size of 1000 nm or less. The particle diameter of the FeCoV-based alloy-based hard magnetic material in the FeCoV-based alloy-based permanent magnet is 1000 nm or less, preferably 500 nm or less, more preferably 100 nm or less, still more preferably 50 nm or less, and particularly preferably 30 nm or less. is there. When the particle diameter of the FeCoV-based alloy-based hard magnetic material particles is equal to or less than the above upper limit value, it is possible to develop a good coercive force. On the other hand, considering the thermal fluctuation effect, the particle diameter of the FeCoV-based alloy hard magnetic material particles is preferably 10 nm or more, more preferably 20 nm or more. In this specification, the particle diameter of the FeCoV-based alloy-based hard magnetic material is a sphere equivalent diameter measured by image analysis of an electron microscope image (the diameter of a sphere that gives the same area as the area occupied by the particles in the image). Means.
ＦｅＣｏＶ基合金系永久磁石は、粒径が上記１０００ｎｍ以下であるＦｅＣｏＶ基合金系硬質磁性材料粒子に加えて、粒径が１０００ｎｍを超えるＦｅＣｏＶ基合金系硬質磁性材料粒子を含んでもよい。ただし、ＦｅＣｏＶ基合金系永久磁石に含まれるＦｅＣｏＶ基合金系硬質磁性材料粒子の全量を基準（１００体積％）として、粒径が上記上限値以下であるＦｅＣｏＶ基合金系硬質磁性材料粒子が５０体積％以上であることが好ましく、７０体積％以上であることがより好ましく、９０体積％以上であることが特に好ましく、１００体積％であってもよい。 The FeCoV-based alloy-based permanent magnet may include FeCoV-based alloy-based hard magnetic material particles having a particle size exceeding 1000 nm, in addition to the FeCoV-based alloy-based hard magnetic material particles having a particle size of 1000 nm or less. However, with the total amount of FeCoV-based alloy hard magnetic material particles contained in the FeCoV-based alloy permanent magnet as a reference (100% by volume), 50 volumes of FeCoV-based alloy hard magnetic material particles having a particle size equal to or smaller than the above upper limit are used. % Or more, more preferably 70% by volume or more, particularly preferably 90% by volume or more, and may be 100% by volume.
ＦｅＣｏＶ基合金系永久磁石は、ＦｅＣｏＶ基合金系硬質磁性材料粒子に加えて、粒子同士を結着させるバインダー（結着剤）を含んでもよい。バインダーとしては例えば、加硫性エラストマー、熱可塑性エラストマー、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等の公知のバインダー材料を特に制限なく用いることが可能である。 The FeCoV-based alloy permanent magnet may include a binder (binding agent) that binds the particles to each other in addition to the FeCoV-based alloy hard magnetic material particles. As the binder, for example, a known binder material such as a vulcanizable elastomer, a thermoplastic elastomer, a thermoplastic resin, and a thermosetting resin can be used without any particular limitation.
本発明のＦｅＣｏＶ基合金系永久磁石によれば、良好な保磁力を発現することが可能である。ＦｅＣｏＶ基合金系永久磁石の保磁力は、好ましくは１０ｋＯｅ以上であり、より好ましくは２０ｋＯｅ以上であり、保磁力の上限は特に制限されるものではないが、例えば３０ｋＯｅ以下であり得る。 According to the FeCoV based alloy permanent magnet of the present invention, it is possible to develop a good coercive force. The coercive force of the FeCoV based alloy permanent magnet is preferably 10 kOe or more, more preferably 20 kOe or more, and the upper limit of the coercive force is not particularly limited, but may be, for example, 30 kOe or less.
永久磁石から取り出し得るエネルギーは、Ｂ−Ｈ曲線の第２象限におけるＢとＨとの積ＢＨの最大値（ＢＨ）ｍａｘ（最大エネルギー積）で表される。本発明のＦｅＣｏＶ基合金系硬質磁性材料によれば、一軸磁気異方性Ｋｕ１だけでなく飽和磁化Ｍｓも高めることができるので、本発明の永久磁石は最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘを高めることが可能である。本発明のＦｅＣｏＶ基合金系永久磁石の最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘは、６０ＭＧＯｅ（４７０ｋＪ／ｍ３）以上、好ましくは７５ＭＧＯｅ（６００ｋＪ／ｍ３）以上とすることが可能である。最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘの上限値は特に制限されるものではないが、例えば９０ＭＧＯｅ（７１０ｋＪ／ｍ３）以下であり得る。 The energy that can be extracted from the permanent magnet is represented by the maximum value (BH) max (maximum energy product) of the product BH of B and H in the second quadrant of the BH curve. According to the FeCoV based alloy hard magnetic material of the present invention, not only the uniaxial magnetic anisotropy K u1 but also the saturation magnetization M s can be increased, so that the permanent magnet of the present invention increases the maximum energy product (BH) max . It is possible. The maximum energy product (BH) max of the FeCoV-based alloy-based permanent magnet of the present invention can be 60 MGOe (470 kJ / m 3 ) or more, preferably 75 MGOe (600 kJ / m 3 ) or more. The upper limit value of the maximum energy product (BH) max is not particularly limited, but may be, for example, 90 MGOe (710 kJ / m 3 ) or less.
＜ＦｅＣｏＶ基合金系硬質磁性材料の製造方法（１）＞
図１は、一の実施形態に係るＦｅＣｏＶ基合金系硬質磁性材料の製造方法Ｓ１００（以下において単に「製造方法Ｓ１００」ということがある。）を説明するフローチャートである。図２は、製造方法Ｓ１００の各工程における積層構造を模式的に説明する断面図である。
図１に示すように、製造方法Ｓ１００は、Ｒｈ層成長工程Ｓ１と、合金層成長工程Ｓ２と、酸化防止層形成工程Ｓ３とをこの順に有する。
<Method for producing FeCoV-based alloy hard magnetic material (1)>
FIG. 1 is a flowchart for explaining a manufacturing method S100 (hereinafter, simply referred to as “manufacturing method S100”) of an FeCoV-based alloy hard magnetic material according to an embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating a laminated structure in each step of manufacturing method S100.
As shown in FIG. 1, the manufacturing method S100 includes an Rh layer growth step S1, an alloy layer growth step S2, and an antioxidant layer formation step S3 in this order.
（Ｒｈ層成長工程Ｓ１）
Ｒｈ層成長工程Ｓ１（以下において単に「工程Ｓ１」ということがある。）は、酸化マグネシウム単結晶基板１０（以下において「ＭｇＯ基板１０」ということがある。）の表面に、ロジウム層２０をエピタキシャル成長させる工程である。図２（Ａ）には工程Ｓ１前のＭｇＯ基板１０が表れており、図２（Ｂ）には工程Ｓ１後の積層構造が表れている。
(Rh layer growth step S1)
In the Rh layer growth step S1 (hereinafter sometimes simply referred to as “step S1”), the rhodium layer 20 is epitaxially grown on the surface of the magnesium oxide single crystal substrate 10 (hereinafter sometimes referred to as “MgO substrate 10”). It is a process to make. 2A shows the MgO substrate 10 before step S1, and FIG. 2B shows the stacked structure after step S1.
工程Ｓ１において、ロジウム層２０を成長させるＭｇＯ基板１０の結晶面は特に限定されるものではないが、例えばＭｇＯ基板１０の［１００］面にロジウム層２０を好ましく成長させることができる。 In step S1, the crystal plane of the MgO substrate 10 on which the rhodium layer 20 is grown is not particularly limited. For example, the rhodium layer 20 can be preferably grown on the [100] plane of the MgO substrate 10.
ＭｇＯ基板１０の表面にロジウム層２０をエピタキシャル成長させるにあたっては、スパッタリング等の公知の手法を特に制限なく用いることができる。基板１０の表面にスパッタリングによってロジウム層２０をエピタキシャル成長させる際の基板１０の温度は、例えば１００〜４００℃とすることができる。 In the epitaxial growth of the rhodium layer 20 on the surface of the MgO substrate 10, a known method such as sputtering can be used without particular limitation. The temperature of the substrate 10 when the rhodium layer 20 is epitaxially grown on the surface of the substrate 10 by sputtering can be set to 100 to 400 ° C., for example.
工程Ｓ１において成長させるロジウム層２０の厚さは、例えば２〜５０ｎｍとすることができ、好ましくは５ｎｍ以上、また好ましくは２５ｎｍ以下である。 The thickness of the rhodium layer 20 grown in step S1 can be, for example, 2 to 50 nm, preferably 5 nm or more, and preferably 25 nm or less.
（合金層成長工程Ｓ２）
合金層成長工程Ｓ２（以下において単に「工程Ｓ２」ということがある。）は、ロジウム層２０の表面に、下記一般式（１）で表される組成を有するＦｅＣｏＶ基合金層３０（以下において単に「合金層３０」ということがある。）をエピタキシャル成長させる工程である。
（Ｆｅ１−ｘＣｏｘ）１−ｙ−ｚＶｙＡｚ （１）
（一般式（１）中、ｘは０．４≦ｘ≦０．７を満たす実数であり；ｙは０＜ｙ≦０．１５を満たす実数であり；ｚは０≦ｚ≦０．１５を満たす実数であり；０＜ｚ≦０．１５のとき、ＡはＣ、若しくはＮ、又はそれらの組み合わせを表す。）
ＦｅＣｏＶ基合金層３０の好ましい組成については上記した通りである。
図２（Ｂ）には工程Ｓ１後工程Ｓ２前の積層構造が表れており、図２（Ｃ）には工程Ｓ２後の積層構造が表れている。
(Alloy layer growth step S2)
The alloy layer growth step S2 (hereinafter sometimes simply referred to as “step S2”) is performed on the surface of the rhodium layer 20 with an FeCoV-based alloy layer 30 having a composition represented by the following general formula (1). This may be referred to as “alloy layer 30”).
(Fe 1-x Co x ) 1-yz V y A z (1)
(In the general formula (1), x is a real number satisfying 0.4 ≦ x ≦ 0.7; y is a real number satisfying 0 <y ≦ 0.15; z is 0 ≦ z ≦ 0.15. A real number that satisfies; when 0 <z ≦ 0.15, A represents C, N, or a combination thereof.
The preferred composition of the FeCoV-based alloy layer 30 is as described above.
FIG. 2B shows a stacked structure before step S1 after step S1, and FIG. 2C shows a stacked structure after step S2.
ロジウム層２０の表面に合金層３０をエピタキシャル成長させるにあたっては、同時スパッタリング等の公知の手法を特に制限なく用いることができる。ロジウム層２０の表面に同時スパッタリングによって合金層３０をエピタキシャル成長させる際のＭｇＯ基板１０の温度は、例えば１００〜３００℃とすることができる。 In epitaxial growth of the alloy layer 30 on the surface of the rhodium layer 20, a known method such as co-sputtering can be used without particular limitation. The temperature of the MgO substrate 10 when the alloy layer 30 is epitaxially grown on the surface of the rhodium layer 20 by co-sputtering can be set to 100 to 300 ° C., for example.
工程Ｓ２において成長させる合金層３０の厚さは、好ましくは５０ｎｍ以下、より好ましくは４０ｎｍ以下、さらに好ましくは３０ｎｍ以下である。工程Ｓ２において成長させる合金層３０の厚さの下限値は特に制限されるものではないが、好ましくは２ｎｍ以上、より好ましくは５ｎｍ以上である。 The thickness of the alloy layer 30 grown in step S2 is preferably 50 nm or less, more preferably 40 nm or less, and even more preferably 30 nm or less. The lower limit value of the thickness of the alloy layer 30 to be grown in step S2 is not particularly limited, but is preferably 2 nm or more, more preferably 5 nm or more.
（酸化防止層形成工程Ｓ３）
酸化防止層形成工程Ｓ３（以下において単に「工程Ｓ３」ということがある。）は、合金層３０の表面に、酸化防止層４０を形成する工程である。図２（Ｃ）には工程Ｓ２後工程Ｓ３前の積層構造が表れており、図２（Ｄ）には工程Ｓ３後の積層構造が表れている。
(Antioxidation layer forming step S3)
The antioxidant layer forming step S <b> 3 (hereinafter sometimes simply referred to as “step S <b> 3”) is a step of forming the antioxidant layer 40 on the surface of the alloy layer 30. FIG. 2C shows a stacked structure before step S2 and before step S3, and FIG. 2D shows a stacked structure after step S3.
酸化防止層４０としては、例えばＳｉＯ２、Ｒｕ等の、合金層３０の酸化を防止することが可能な材料を特に制限なく用いることができる。 As the antioxidant layer 40, a material that can prevent oxidation of the alloy layer 30 such as SiO 2 or Ru can be used without particular limitation.
酸化防止層４０を形成する方法および酸化防止層４０の厚さは、合金層３０の酸化を防止できる限りにおいて特に制限されるものではないが、例えば酸化防止層４０がＳｉＯ２層である場合には、スパッタリング等の公知の方法を用いることができる。酸化防止層４０としてＳｉＯ２層をスパッタリングによって形成する場合、酸化防止層４０の厚さは例えば２〜５ｎｍとすることができる。
酸化防止層４０としてＳｉＯ２層をスパッタリングによって形成する際、基板１０を加熱する必要はなく、基板１０の温度は例えば室温〜２００℃とすることができる。
The method for forming the antioxidant layer 40 and the thickness of the antioxidant layer 40 are not particularly limited as long as the oxidation of the alloy layer 30 can be prevented. For example, when the antioxidant layer 40 is a SiO 2 layer. In this case, a known method such as sputtering can be used. When a SiO 2 layer is formed as the antioxidant layer 40 by sputtering, the thickness of the antioxidant layer 40 can be set to 2 to 5 nm, for example.
When the SiO 2 layer is formed by sputtering as the antioxidant layer 40, it is not necessary to heat the substrate 10, and the temperature of the substrate 10 can be, for example, room temperature to 200 ° C.
工程Ｓ１〜Ｓ３を経ることにより、製造方法Ｓ１００が終了する。工程Ｓ１及びＳ２を備える製造方法Ｓ１００によれば、正方晶のＦｅＣｏＶ基合金層３０を得ることができ、かつ合金層３０に比較的大きな正方晶歪ｃ／ａを導入することができるので、合金層３０の一軸磁気異方性を高めることが可能になる。ＦｅＣｏＶ基合金層３０の正方晶歪ｃ／ａは好ましくは１．０２超であり、より好ましくは１．０５以上であり、さらに好ましくは１．１０以上であり、特に好ましくは１．１５以上であり、また好ましくは１．３以下であり、より好ましくは１．２５以下であり、一の実施形態において１．２０以下である。 The manufacturing method S100 is completed through the steps S1 to S3. According to the manufacturing method S100 including steps S1 and S2, a tetragonal FeCoV-based alloy layer 30 can be obtained, and a relatively large tetragonal strain c / a can be introduced into the alloy layer 30. The uniaxial magnetic anisotropy of the layer 30 can be increased. The tetragonal strain c / a of the FeCoV-based alloy layer 30 is preferably more than 1.02, more preferably 1.05 or more, further preferably 1.10 or more, and particularly preferably 1.15 or more. Yes, preferably 1.3 or less, more preferably 1.25 or less, and in one embodiment 1.20 or less.
製造方法Ｓ１００においては、工程Ｓ２を経た後、ロジウム層２０と合金層３０との間で相互拡散を進行させないことが好ましい。かかる観点からは、工程Ｓ２を経た後に、合金層３０及びロジウム層２０を含む積層体に対して熱処理を行わないことが好ましい。 In the manufacturing method S100, it is preferable that interdiffusion does not proceed between the rhodium layer 20 and the alloy layer 30 after step S2. From this point of view, it is preferable not to heat-treat the laminated body including the alloy layer 30 and the rhodium layer 20 after step S2.
本発明に関する上記説明では、酸化防止層形成工程Ｓ３を備え、ＦｅＣｏＶ基合金系硬質磁性材料の膜を製造する形態の、ＦｅＣｏＶ基合金系硬質磁性材料の製造方法Ｓ１００を例示したが、ＦｅＣｏＶ基合金系硬質磁性材料の製造方法は当該形態に限定されない。
例えば、ＦｅＣｏＶ基合金層を成長させた後、該合金層の表面にフォトレジスト層を形成し、エッチングによりフォトレジスト層に被覆されていないＦｅＣｏＶ基合金層（またはＦｅＣｏＶ基合金層およびロジウム層）を除去した後、フォトレジスト層を除去し、その後ＦｅＣｏＶ基合金層（またはＦｅＣｏＶ基合金層およびロジウム層）を分離することにより、ＦｅＣｏＶ基合金系硬質磁性材料の粒子を製造することも可能である。
また例えば、ＦｅＣｏＶ基合金層を成長させた後、電子ビームリソグラフィーによってＦｅＣｏＶ基合金層（またはＦｅＣｏＶ基合金層およびロジウム層）の不要部分を除去し、その後ＦｅＣｏＶ基合金層（またはＦｅＣｏＶ基合金層およびロジウム層）を分離することにより、ＦｅＣｏＶ基合金系硬質磁性材料の粒子を製造することも可能である。
また例えば、ロジウム層を成長させた後、ロジウム層の表面にフォトレジスト層を形成し、フォトレジスト層に被覆されていないロジウム層表面にのみＦｅＣｏＶ基合金層を成長させた後、フォトレジスト層を除去し、その後ＦｅＣｏＶ基合金層（またはＦｅＣｏＶ基合金層およびロジウム層）を分離することにより、ＦｅＣｏＶ基合金系硬質磁性材料の粒子を製造することも可能である。
また例えば、酸化マグネシウム基板の表面にフォトレジスト層を形成し、フォトレジスト層に被覆されていないＭｇＯ表面にのみロジウム層および引き続いてＦｅＣｏＶ基合金層を成長させた後、フォトレジスト層を除去し、その後ＦｅＣｏＶ基合金層（またはＦｅＣｏＶ基合金層およびロジウム層）を分離することにより、ＦｅＣｏＶ基合金系硬質磁性材料の粒子を製造することも可能である。
ＦｅＣｏＶ基合金層（またはＦｅＣｏＶ基合金層およびロジウム層）を分離するにあたっては、例えば機械研磨、Ａｒエッチング、イオンエッチング、集束イオンビーム（ＦＩＢ）加工、電子ビームリソグラフィー等の公知の微細加工法を単独で又は組み合わせて用いることができる。
In the above description of the present invention, the FeCoV-based alloy hard magnetic material manufacturing method S100 including the antioxidant layer forming step S3 and manufacturing the FeCoV-based alloy hard magnetic material film is exemplified. The manufacturing method of a system hard magnetic material is not limited to the said form.
For example, after a FeCoV-based alloy layer is grown, a photoresist layer is formed on the surface of the alloy layer, and an FeCoV-based alloy layer (or FeCoV-based alloy layer and rhodium layer) not covered with the photoresist layer by etching is formed. After the removal, the photoresist layer is removed, and then the FeCoV-based alloy layer (or FeCoV-based alloy layer and rhodium layer) is separated to produce FeCoV-based alloy hard magnetic material particles.
Further, for example, after growing the FeCoV-based alloy layer, unnecessary portions of the FeCoV-based alloy layer (or FeCoV-based alloy layer and rhodium layer) are removed by electron beam lithography, and then the FeCoV-based alloy layer (or FeCoV-based alloy layer and By separating the rhodium layer), it is also possible to produce particles of an FeCoV-based alloy hard magnetic material.
Also, for example, after growing a rhodium layer, a photoresist layer is formed on the surface of the rhodium layer, an FeCoV-based alloy layer is grown only on the rhodium layer surface not covered with the photoresist layer, and then the photoresist layer is formed. By removing the FeCoV base alloy layer (or the FeCoV base alloy layer and the rhodium layer) after the removal, it is possible to produce FeCoV base alloy-based hard magnetic material particles.
Also, for example, a photoresist layer is formed on the surface of the magnesium oxide substrate, a rhodium layer and subsequently an FeCoV-based alloy layer are grown only on the MgO surface not covered with the photoresist layer, and then the photoresist layer is removed. Thereafter, by separating the FeCoV-based alloy layer (or FeCoV-based alloy layer and rhodium layer), it is also possible to produce particles of the FeCoV-based alloy-based hard magnetic material.
In separating the FeCoV-based alloy layer (or FeCoV-based alloy layer and rhodium layer), for example, known fine processing methods such as mechanical polishing, Ar etching, ion etching, focused ion beam (FIB) processing, electron beam lithography, etc. are used alone. Or in combination.
このようにして製造されたＦｅＣｏＶ基合金系硬質磁性材料の粒子は、上記のＦｅＣｏＶ基合金系永久磁石に用いることができる。例えば、ＦｅＣｏＶ基合金系硬質磁性材料の粒子と、バインダー樹脂と、溶媒とを混合して、得られた混合物を所望の形状に成形した後、溶媒を揮発させることにより、所望の形状を有する永久磁石（ボンド磁石）を製造することが可能である。また例えば、ＦｅＣｏＶ基合金系硬質磁性材料の粒子と、硬化性のバインダー樹脂（例えば熱硬化性樹脂や放射線硬化性樹脂等。）とを混合して、得られた混合物を所望の形状に成形した後、バインダー樹脂を硬化させることによっても、所望の形状を有する永久磁石を製造することが可能である。
なお、永久磁石を製造する観点からは、ＦｅＣｏＶ基合金層を必ずしも酸化マグネシウム基板から分離しなくてもよい。例えば、ＦｅＣｏＶ基合金層を成長させた後、電子ビームリソグラフィーやフォトリソグラフィー等によってＦｅＣｏＶ基合金層（またはＦｅＣｏＶ基合金層およびロジウム層）の不要部分を除去することにより、酸化マグネシウム基板にＦｅＣｏＶ基合金系硬質磁性材料の粒子が複数担持された積層体を製造することが可能である。当該積層体は永久磁石としての特性を有する。さらに当該積層体を複数枚積層することによっても、永久磁石を製造することが可能である。隣接する積層体の間に適当な接着剤を介在させてもよい。また積層の前に基板を研磨等により薄くしてもよい。
必要に応じて、永久磁石を磁化させる工程をさらに行ってもよい。
The particles of the FeCoV-based alloy hard magnetic material thus manufactured can be used for the above-described FeCoV-based alloy-based permanent magnet. For example, the FeCoV-based alloy hard magnetic material particles, a binder resin, and a solvent are mixed, the resulting mixture is formed into a desired shape, and then the solvent is volatilized to obtain a permanent shape having a desired shape. A magnet (bonded magnet) can be manufactured. Further, for example, particles of FeCoV-based alloy hard magnetic material and a curable binder resin (for example, a thermosetting resin or a radiation curable resin) are mixed, and the obtained mixture is formed into a desired shape. Thereafter, a permanent magnet having a desired shape can be produced by curing the binder resin.
From the viewpoint of manufacturing a permanent magnet, the FeCoV-based alloy layer does not necessarily have to be separated from the magnesium oxide substrate. For example, after an FeCoV-based alloy layer is grown, unnecessary portions of the FeCoV-based alloy layer (or FeCoV-based alloy layer and rhodium layer) are removed by electron beam lithography, photolithography, or the like, so that the FeCoV-based alloy is formed on the magnesium oxide substrate. It is possible to manufacture a laminated body in which a plurality of particles of a hard magnetic material is supported. The laminate has characteristics as a permanent magnet. Furthermore, a permanent magnet can be manufactured also by laminating a plurality of the laminated bodies. A suitable adhesive may be interposed between adjacent laminates. Further, the substrate may be thinned by polishing or the like before lamination.
You may further perform the process of magnetizing a permanent magnet as needed.
以下に、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
以下の実施例において、ＦｅＣｏＶ基合金の構造解析はＸ線回折（ＸＲＤ）により行った。Ｘ線回折にはリガク製ＲＩＮＴ２２００Ｖ、ＲＩＮＴ２１００Ｐを用いた。ＦｅＣｏＶ基合金の磁気特性の評価は磁気トルクメーター（玉川製作所製ＴＷ−ＷＬＦ１０５１７ＧＲ−２０１０‘９９型）、振動試料型磁力計（ＶＳＭ）（東英工業製ＶＳＭ５Ｓ型―１５）、及び極カー効果磁化曲線測定装置（ネオアーク製ＢＨ−６１８ＰＬ−ＡＯ）を用いた。スパッタリングによるエピタキシャル成長にはスパッタ装置（日本真空製マルチチャンバスパッタ装置）を用いた。マルチチャンバスパッタ装置の室温における到達真空度は５．０×１０−７Ｐａであり、装置中のＡｒガス圧は０．１Ｐａとした。 In the following examples, the structural analysis of the FeCoV-based alloy was performed by X-ray diffraction (XRD). For X-ray diffraction, RINT2200V and RINT2100P manufactured by Rigaku were used. The magnetic characteristics of the FeCoV-based alloy were evaluated using a magnetic torque meter (TW-WLF10517GR-2010'99 manufactured by Tamagawa Seisakusho), a vibrating sample magnetometer (VSM) (VSM5S type-15 manufactured by Toei Kogyo), and polar Kerr effect magnetization. A curve measuring device (BH-618PL-AO manufactured by Neoarc) was used. A sputtering apparatus (Japan Vacuum multi-chamber sputtering apparatus) was used for epitaxial growth by sputtering. The ultimate vacuum at room temperature of the multi-chamber sputtering apparatus was 5.0 × 10 −7 Pa, and the Ar gas pressure in the apparatus was 0.1 Pa.
＜実施例＞
上記説明した製造方法Ｓ１００により、ＦｅＣｏＶ基合金系硬質磁性材料を製造した。酸化マグネシウム単結晶基板（１０ｍｍ×１０ｍｍ×厚さ１ｍｍ、ケーアンドアール・クリエーション製）の［１００］面に、スパッタリングによりロジウム層（厚さ２０．０ｎｍ）をエピタキシャル成長させた。ロジウム層を成長させる間、ＭｇＯ基板の温度は３００℃に保持した。ロジウム層の成長を終えた後、ＭｇＯ基板の温度を２００℃に変更し、ロジウム層の表面にＦｅＣｏＶ基合金層（（Ｆｅ１−ｘＣｏｘ）１−ｙ−ｚＶｙＣｚ；０．４≦ｘ≦０．７；０＜ｙ≦０．１５；０≦ｚ≦０．１５；厚さ５．０〜５０．０ｎｍ）をエピタキシャル成長させた。ＦｅＣｏＶ基合金層の成長を終えた後、ＭｇＯ基板の温度を室温に変更し、ＦｅＣｏＶ基合金層の表面に酸化防止層としてＳｉＯ２層（厚さ５．０ｎｍ）をスパッタリングにより成長させた。得られたＦｅＣｏＶ基合金層について磁気特性を評価した。
<Example>
An FeCoV-based alloy hard magnetic material was manufactured by the manufacturing method S100 described above. A rhodium layer (thickness 20.0 nm) was epitaxially grown by sputtering on the [100] surface of a magnesium oxide single crystal substrate (10 mm × 10 mm × thickness 1 mm, manufactured by K & R Creation). While growing the rhodium layer, the temperature of the MgO substrate was kept at 300 ° C. After finishing the growth of the rhodium layer, the temperature of the MgO substrate is changed to 200 ° C., and the FeCoV-based alloy layer ((Fe 1-x Co x ) 1-yz V y C z ; 4 ≦ x ≦ 0.7; 0 <y ≦ 0.15; 0 ≦ z ≦ 0.15; thickness 5.0 to 50.0 nm). After finishing the growth of the FeCoV-based alloy layer, the temperature of the MgO substrate was changed to room temperature, and an SiO 2 layer (thickness: 5.0 nm) was grown as an antioxidant layer on the surface of the FeCoV-based alloy layer by sputtering. The obtained FeCoV-based alloy layer was evaluated for magnetic properties.
図３は、（Ｆｅ１−ｘＣｏｘ）９０Ｖ５Ｃ５、（Ｆｅ１−ｘＣｏｘ）９５Ｖ５、及び（Ｆｅ１−ｘＣｏｘ）９０Ｖ１０合金薄膜試料（膜厚はいずれも５．０ｎｍ）の正方歪ｃ／ａと組成との関係を表した図である。図４は、これらの合金薄膜試料の一軸磁気異方性定数Ｋｕ１と組成との関係を表した図である。図５は、これらの合金薄膜試料の飽和磁化Ｍｓと組成との関係を表した図である。図３〜５から、０．４≦ｘ≦０．７の範囲において良好な正方歪ｃ／ａ、一軸磁気異方性Ｋｕ１、及び飽和磁化Ｍｓが得られることが判る。また０．５５≦ｘ≦０．７の範囲においては、特に良好な正方歪ｃ／ａが得られた。また一般式（１）においてｚ＞０である（Ｆｅ１−ｘＣｏｘ）９０Ｖ５Ｃ５合金薄膜試料は、一般式（１）においてｚ＝０である（Ｆｅ１−ｘＣｏｘ）９５Ｖ５及び（Ｆｅ１−ｘＣｏｘ）９０Ｖ１０合金薄膜試料に対して、より安定して大きな正方歪ｃ／ａ（図３）、及びより高い一軸磁気異方性定数Ｋｕ１（図４）を示した。この結果は、ＦｅＣｏＶ基合金が軽元素であるＣ（炭素）を含むことにより、正方晶構造が安定化されることを示している。 FIG. 3 shows (Fe 1-x Co x ) 90 V 5 C 5 , (Fe 1-x Co x ) 95 V 5 , and (Fe 1-x Co x ) 90 V 10 alloy thin film samples (thickness is any FIG. 5 is a graph showing the relationship between the square strain c / a and the composition. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the uniaxial magnetic anisotropy constant Ku1 and the composition of these alloy thin film samples. FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the saturation magnetization M s and the composition of these alloy thin film samples. 3 to 5, it can be seen that good square strain c / a, uniaxial magnetic anisotropy K u1 , and saturation magnetization M s can be obtained in the range of 0.4 ≦ x ≦ 0.7. In the range of 0.55 ≦ x ≦ 0.7, particularly good square strain c / a was obtained. In addition, a (Fe 1-x Co x ) 90 V 5 C 5 alloy thin film sample in which z> 0 in the general formula (1) is (Fe 1-x Co x ) 95 in which z = 0 in the general formula (1). For V 5 and (Fe 1-x Co x ) 90 V 10 alloy thin film samples, a more stable and large square strain c / a (FIG. 3) and a higher uniaxial magnetic anisotropy constant K u1 (FIG. 4). )showed that. This result shows that the tetragonal crystal structure is stabilized when the FeCoV-based alloy contains C (carbon) which is a light element.
図６は、（Ｆｅ０．４Ｃｏ０．６）９０Ｖ５Ｃ５及び（Ｆｅ０．４Ｃｏ０．６）９０Ｖ１０合金薄膜試料（膜厚５．０〜５０ｎｍ）について、膜厚と一軸磁気異方性定数Ｋｕ１との関係をプロットしたグラフである。上記一般式（１）においてｚ＝０である（Ｆｅ０．４Ｃｏ０．６）９０Ｖ１０合金薄膜においては、膜厚の増加とともに一軸磁気異方性定数Ｋｕ１は減少する傾向を示した。その一方で、（Ｆｅ０．４Ｃｏ０．６）９０Ｖ５Ｃ５合金薄膜においては、膜厚が増加しても１ＭＪ／ｍ３超の良好な一軸磁気異方性定数が保たれていた。これはＦｅＣｏＶ基合金が軽元素であるＣ（炭素）を含むことにより正方晶構造が安定化されることに起因する。このような軽元素添加による正方晶構造の安定化は、軽元素がＣ（炭素）である場合だけでなく、Ｎ（窒素）である場合においても観察される。 FIG. 6 shows the film thicknesses of (Fe 0.4 Co 0.6 ) 90 V 5 C 5 and (Fe 0.4 Co 0.6 ) 90 V 10 alloy thin film samples (film thickness 5.0 to 50 nm). It is the graph which plotted the relationship with the uniaxial magnetic anisotropy constant Ku1 . In the (Fe 0.4 Co 0.6 ) 90 V 10 alloy thin film in which z = 0 in the general formula (1), the uniaxial magnetic anisotropy constant K u1 tended to decrease as the film thickness increased. . On the other hand, in the (Fe 0.4 Co 0.6 ) 90 V 5 C 5 alloy thin film, a good uniaxial magnetic anisotropy constant exceeding 1 MJ / m 3 was maintained even when the film thickness was increased. . This is due to the fact that the tetragonal structure is stabilized when the FeCoV-based alloy contains C (carbon) which is a light element. Such stabilization of the tetragonal structure by addition of a light element is observed not only when the light element is C (carbon) but also when it is N (nitrogen).
１０ 酸化マグネシウム単結晶基板
２０ ロジウム層
３０ ＦｅＣｏＶ基合金層
４０ 酸化防止層
10 Magnesium oxide single crystal substrate 20 Rhodium layer 30 FeCoV base alloy layer 40 Antioxidation layer
Claims (7)
前記正方晶ＦｅＣｏＶ基合金の正方晶歪ｃ／ａが１．０２を超え１．３以下である、
ＦｅＣｏＶ基合金系硬質磁性材料。
（Ｆｅ１−ｘＣｏｘ）１−ｙ−ｚＶｙＡｚ （１）
（一般式（１）中、ｘは０．４≦ｘ≦０．７を満たす実数であり；ｙは０＜ｙ≦０．１５を満たす実数であり；ｚは０≦ｚ≦０．１５を満たす実数であり；０＜ｚ≦０．１５のとき、ＡはＣ、若しくはＮ、又はそれらの組み合わせを表す。） A tetragonal FeCoV-based alloy having a composition represented by the following general formula (1),
The tetragonal strain c / a of the tetragonal FeCoV base alloy is more than 1.02 and not more than 1.3.
FeCoV base alloy hard magnetic material.
(Fe 1-x Co x ) 1-yz V y A z (1)
(In the general formula (1), x is a real number satisfying 0.4 ≦ x ≦ 0.7; y is a real number satisfying 0 <y ≦ 0.15; z is 0 ≦ z ≦ 0.15. A real number that satisfies; when 0 <z ≦ 0.15, A represents C, N, or a combination thereof.
請求項１に記載のＦｅＣｏＶ基合金系硬質磁性材料。 In the general formula (1), z is 0.
The FeCoV-based alloy hard magnetic material according to claim 1.
請求項１に記載のＦｅＣｏＶ基合金系硬質磁性材料。 In the general formula (1), z is a real number satisfying 0 <z ≦ 0.15.
The FeCoV-based alloy hard magnetic material according to claim 1.
請求項１〜３のいずれかに記載のＦｅＣｏＶ基合金系硬質磁性材料。 The tetragonal strain c / a is 1.05 or more and 1.3 or less,
The FeCoV-based alloy hard magnetic material according to any one of claims 1 to 3.
（ｂ）前記ロジウム層の表面に、下記一般式（１）で表される組成を有するＦｅＣｏＶ基合金層をエピタキシャル成長させる工程と
を含む、ＦｅＣｏＶ基合金系硬質磁性材料の製造方法。
（Ｆｅ１−ｘＣｏｘ）１−ｙ−ｚＶｙＡｚ （１）
（一般式（１）中、ｘは０．４≦ｘ≦０．７を満たす実数であり；ｙは０＜ｙ≦０．１５を満たす実数であり；ｚは０≦ｚ≦０．１５を満たす実数であり；０＜ｚ≦０．１５のとき、ＡはＣ、若しくはＮ、又はそれらの組み合わせを表す。） (A) a step of epitaxially growing a rhodium layer on the surface of the magnesium oxide single crystal substrate;
(B) A method of producing an FeCoV-based alloy hard magnetic material, comprising epitaxially growing an FeCoV-based alloy layer having a composition represented by the following general formula (1) on the surface of the rhodium layer.
(Fe 1-x Co x ) 1-yz V y A z (1)
(In the general formula (1), x is a real number satisfying 0.4 ≦ x ≦ 0.7; y is a real number satisfying 0 <y ≦ 0.15; z is 0 ≦ z ≦ 0.15. A real number that satisfies; when 0 <z ≦ 0.15, A represents C, N, or a combination thereof.
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