JP6599191B2 - 向上した共鳴周波数を有する改良ｚ型六方晶フェライト材料 - Google Patents

Description

引用による基礎出願の援用
本出願は、「ｚ型六方晶フェライト材料」と題された、２０１４年９月３０日に出願された米国仮出願番号第６２／０５７，８２７号の利益を主張し、その全体が引用により本明細書に援用される。

本開示の実施形態は、電子用途において有用な、特に、アンテナなどの無線周波数（ＲＦ）電子部品において有用な組成物および材料を調製する方法に関する。

本明細書に開示されるのは、一部のバリウム原子がストロンチウム原子に置換され、一部の鉄原子がアルミニウム原子に置換された、向上したｚ型六方晶フェライトを含み、該向上したｚ型六方晶フェライトは、式Ｂａ_３−ｘＳｒ_ｘＣｏ_２Ｆｅ_２４−ｙＡｌ_ｙＯ_４１を有し、約５００ＭＨｚを超える共鳴周波数を有する、高共鳴周波数材料組成物の実施形態である。

いくつかの実施の形態では、０＜ｘ＜１．５、０＜ｙ＜０．９である。いくつかの実施の形態では、ｘ＝１．５、ｙ＝０．９である。いくつかの実施の形態では、ｘ＝１．５、ｙ＝０．３である。いくつかの実施の形態では、向上したｚ型六方晶フェライトは、１ＧＨｚを超える共鳴周波数を有し得る。

本明細書にさらに開示されるのは、一部のバリウム原子がストロンチウム原子に置換され、一部の鉄原子がアルミニウム原子に置換された、向上したｚ型六方晶フェライトを含み、該向上したｚ型六方晶フェライトは、式Ｂａ_３−ｘＳｒ_ｘＣｏ_２Ｆｅ_２４−ｙＡｌ_ｙＯ_４１を有し、約５００ＭＨｚを超える共鳴周波数を有する、高共鳴周波数材料組成物から形成される、無線周波数装置の実施形態である。

本明細書にさらに開示されるのは、一部のバリウム原子がストロンチウム原子に置換され、一部の鉄原子がアルミニウム原子に置換された、向上したｚ型六方晶フェライトを含み、該向上したｚ型六方晶フェライトは、式Ｂａ_３−ｘＳｒ_ｘＣｏ_２Ｆｅ_２４−ｙＡｌ_ｙＯ_４１を有し、約５００ＭＨｚを超える共鳴周波数を有する、高共鳴周波数材料組成物を含む、高周波数アンテナの実施形態である。

本明細書にさらに開示されるのは、バリウム原子の一部がカリウム原子に置換され、コバルト原子の一部が三価イオンに置換された、向上したｚ型六方晶フェライトを含み、該向上したｚ型六方晶フェライトは、式Ｂａ_３−ｘＫ_ｘＣｏ_２−ｘＭ^{（ＩＩＩ）} _ｘＦｅ_２４Ｏ_４１（式中、Ｍ^(III)は三価イオンである。)を有する、有利なマイクロ波特性を有する材料組成物の実施形態である。

いくつかの実施の形態では、Ｍ^{（ＩＩＩ）}は、Ｓｃ、Ｍｎ、Ｉｎ、Ｃｒ、Ｇａ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｙｂ、または任意のランタニドイオンからなる群から選択される。いくつかの実施の形態では、０＜ｘ＜０．５である。いくつかの実施の形態では、Ｍ^{（ＩＩＩ）}は、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｉｎ、またはＹｂであり、ｘ＝０．５である。いくつかの実施の形態では、材料は、１ＧＨｚを超える共鳴周波数を有し得る。

本明細書にさらに開示されるのは、バリウム原子の一部がカリウム原子に置換され、コバルト原子の一部が三価イオンに置換された、向上したｚ型六方晶フェライトを含み、該向上したｚ型六方晶フェライトは、式Ｂａ_３−ｘＫ_ｘＣｏ_２−ｘＭ^{（ＩＩＩ）} _ｘＦｅ_２４Ｏ_４１（式中、Ｍ^(III)は三価イオンである。)を有する、有利なマイクロ波特性を有する材料組成物を含む、高周波数アンテナの実施形態である。

本明細書にさらに開示されるのは、六方晶フェライト材料の共鳴周波数を増加させる方法であって、バリウム、コバルト、鉄、および酸素を含む前駆材料の混合物を配合するステップであって、前記前駆材料中のバリウムの少なくとも一部はストロンチウムに置換えられ、および前記前駆材料中のアルミニウムの少なくとも一部は鉄に置換えられているか、または前記バリウムの少なくとも一部はカリウムにより置換えられているステップと、混合物を乾燥させるステップと、乾燥された混合物を加熱するステップと、乾燥された混合物を粉砕して粒子のブレンドを形成するステップと、粒子を乾燥させるステップと、乾燥された粒子をプレス成形するステップと、プレス成形された粒子を焼結して、５００ＭＨｚを超える共鳴周波数を有する六方晶フェライト材料を形成するステップとを含む、方法の実施形態である。

いくつかの実施の形態では、アルカリ添加が使用されない。いくつかの実施の形態では、六方晶フェライト材料は、Ｂａ_３−ｘＳｒ_ｘＣｏ_２Ｆｅ_２４−ｙＡｌ_ｙＯ_４１（式中、ｘは０〜１．５であり、ｙは０〜０．９である。）であり得る。いくつかの実施の形態では、六方晶フェライト材料は、Ｂａ_３−ｘＫ_ｘＣｏ_２−ｘＭ^{（ＩＩＩ）} _ｘＦｅ_２４Ｏ_４１（式中、Ｍ^(III)は三価イオンであり、ｘは０〜０．５である。)であり得る。いくつかの実施の形態では、六方晶フェライト材料は、１ＧＨｚを超える共鳴周波数を有する。

いくつかの実施の形態では、上記方法は、六方晶フェライト材料から無線周波数装置を形成するステップをさらに含み得る。いくつかの実施の形態では、上記方法は、高周波数アンテナを形成するステップをさらに含み得る。

倍率５００倍での一実施形態のＣｏ_２Ｚの微細組織を示す図である。 開示されるｚ相六方晶フェライト材料の実施形態のインピーダンススペクトルを示す図である。 開示されるｚ相六方晶フェライト材料の実施形態のインピーダンススペクトルを示す図である。 開示されるｚ相六方晶フェライト材料の実施形態の結晶構造を示す図である。 開示されるｚ相六方晶フェライト材料の実施形態の結晶構造を示す図である。 開示される六方晶フェライト材料を形成する方法の一実施形態を示すフローチャートである。 開示される六方晶フェライト材料を形成する方法の一実施形態を示すフローチャートである。 材料をゼータミリングおよび低温焼成なしで調製したときに得られた、より低い共鳴ピークの結果を示すインピーダンスグラフである。 材料をゼータミリングし、より高温で焼成したときに得られた、より低い共鳴ピークの結果を示すインピーダンスグラフである。 六方晶フェライト材料を処理する方法の実施形態を用いて得られた、より高い共鳴ピークの結果を示すインピーダンスグラフである。 開示される六方晶フェライト材料の実施形態が組込まれたサーキュレータの一例を概略的に示す図である。 開示される六方晶フェライト材料の実施形態が組込まれた電気通信基地局システムを示す図である。

本明細書においては、高周波数用途に有用な、向上した特性を有し得る六方晶フェライト材料、特にｚ型六方晶フェライト材料の実施形態が開示される。特に、開示される六方晶フェライト材料は、低い磁気損失レベルを維持しつつ、透磁率を増加するように原子置換され得る。さらに、開示される六方晶フェライト材料の実施形態は、高周波数用途に特に有用となり得る、改善された強磁性共鳴線幅を有し得る。したがって、開示される六方晶フェライト材料の実施形態の向上した特性により、それらは、マイクロ波領域での商業用途および軍事用途に特に有用であり得る。

開示される六方晶フェライト材料などの磁気誘電材料（または磁気材料）は、とりわけアンテナ、変換器、インダクタ、吸収体、およびサーキュレータなどの無線周波数（ＲＦ）装置において特に有用である。磁気材料によって提供される望ましい特性の一部には、良好な小型化率、磁界集中の低減、およびより良いインピーダンス整合があり得る。特に、六方晶フェライト系は、マイクロ波（１００ＭＨｚ〜２０ＧＨｚ）周波数における高透磁率により有利となり得る。

ｚ相バリウムコバルトフェライト（Ｂａ_３Ｃｏ_２Ｆｅ_２４Ｏ_４１）などの六方晶フェライト、またはヘキサフェライトは、一般的にＣｏ_２Ｚと略称されるが、高周波数アンテナおよび他のＲＦ装置において用いられることの多い磁気誘電材料である。図１は、倍率５００倍での一実施形態のＣｏ_２Ｚの微細組織を示す。六方晶フェライト系は、バリウム（Ｂａ）またはストロンチウム（Ｓｒ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）またはマンガン（Ｍｎ）などの二価陽イオンおよび三価Ｆｅを含有する、一般的に、マグネトプラムバイト（magnetoplumbite）とスピネル型構造との連晶である結晶構造を含み得る。六方晶フェライトは、マグネトプラムバイトセルを主体とするさまざまな異なる結晶構造に形成され得る。これらの構造には、Ｍ相（ＢａＦｅ_１２Ｏ_１９）、Ｗ相（ＢａＭｅ_２Ｆｅ_１６Ｏ_２７）、Ｙ相（Ｂａ_２Ｍｅ_２Ｆｅ_１２Ｏ_２２）およびＺ相（Ｂａ_３Ｍｅ_２Ｆｅ_２４Ｏ_４２）が含まれる。本明細書ではｚ相六方晶フェライトが記載されるが、開示される方法論は、その他の相にも援用され得ることが理解されるであろう。

六方晶フェライトなどの磁気誘電材料における近年の進歩は、望ましい帯域幅、インピーダンス、および低誘電損失を維持しつつ、高周波数アンテナを小型化する必要性によって一部駆り立てられている。さらに、使用される材料の共鳴周波数によって大部分が決定される、アンテナの周波数上限を増加することも好ましい。Ｃｏ_２Ｚおよび他の六方晶フェライトの性能特徴を改善するために、先行技術の方法は、大部分が、Ｃｏ_２Ｚにおける特定の化学元素を他の元素に置換することに着目している。たとえば、このような方法の１つは、少量のカリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）、またはルビジウム（Ｒｂ）などのアルカリ金属でＣｏ_２Ｚをドーピングし、高周波数における材料の透磁率を改善し、これにより、使用可能な周波数範囲を増加させることに係る。しかし、これらの化学置換による解決法は、まずまずの成功しか収めていない。

したがって、本明細書においては、先行技術の材料を優に超える、改善された共鳴周波数を有する六方晶フェライト、および該六方晶フェライトを製造するための方法の実施形態が開示される。具体的には、本開示の実施形態は、材料の共鳴周波数を改善するなど、高周波数用途において使用される六方晶フェライト材料の性能特徴を改善するための方法および処理技術を開示する。特定の好ましい実施形態は、より高い周波数において、減少された磁気歪、改善された共鳴周波数、および／または拡張された透磁率を有するｚ相六方晶フェライト系Ｂａ_３Ｃｏ_２Ｆｅ_２４Ｏ_４２（Ｃｏ_２Ｚ）を製造するための改善された方法および処理技術を提供する。

アンテナ性能のために有利な２つの係数には、小型化率および帯域幅が含まれる。まず、小型化率は、以下の式によって定められる。

ｄ_ｅｆｆ＝ｄ_０（ε_ｒμ_ｒ）^−１／２
（式中、ｄ_ｅｆｆ／ｄ_０は小型化率であり、ε_ｒはアンテナ材料の誘電率であり、μ_ｒはアンテナ材料の透磁率である。ε_ｒおよびμ_ｒはともに磁性酸化物アンテナにおける周波数に依存する。）
次に、有効帯域幅（または効率）は、以下の式によって定められる。

η＝η_０（μ_ｒ／ε_ｒ）^１／２
（式中、η／η_０は材料の効率（または帯域幅）を示す。）
この効率は、μ_ｒが最大化されると最大化される。さらに、μ_ｒ＝ε_ｒである場合、自由空間に対する完全なインピーダンス整合が存在する。したがって、小型化率は、ある周波数における透磁率および誘電率の積の平方根に比例する。したがって、無線周波数放射との磁気相互作用を利用して、Ｃｏ_２Ｚ部品などの誘電体部品とともにアンテナを小型化することができる。さらに、材料が絶縁性となり、誘電率および透磁率ができるかぎり互いに近づくことにより、インピーダンス不整合および反射損失を極力抑えるのに有利となり得る。

さらに、比透磁率および比誘電率は、高周波数用途における磁気材料の性能を示す特性である。比透磁率は、自由種に対して印加された磁界に線形に反応する材料の磁化の度合いの測度である（μ_ｒ＝μ／μ_０）。比誘電率（ε_ｒ）は、自由種の電子分極率に対するある材料の電子分極率の相対的測度である（ε_ｒ＝ε／ε_０）。一般的に、透磁率（μ′）は、高周波数に反応するスピン回転Ｘ_ｓｐと、マイクロ波周波数において減衰される磁壁運動Ｘ_ｄｗとの２つの成分に分けられ得る。透磁率は、一般的に、μ′＝１＋Ｘ_ｄｗ＋Ｘ_ｓｐによって表され得る。

さらに、スピネル型と異なり、Ｃｏ_２Ｚ系は、典型的には、非立方体単位セル、平面磁化、および透磁率に対して異方性のスピン回転成分を有する。スピン回転異方性は、高周波数用途のためのＣｏ_２Ｚを調製する際の検討事項でもある。大きな異方性磁界（Ｈ_θ）は、共鳴周波数を増加させる外部磁界の印加に類似しており、一方で、小さな異方性磁界Ｈ_φは、透磁率を改善する。Ｈ_θは、一般的に、Ｃｏ_２Ｚなどの六方晶フェライトにおいて強い。このため、基礎面からのドメイン形成が抑制され、材料が自発磁化性（self-magnetizing）となる。透磁率と回転剛性との関係は、式（μ_０−１）／４π＝（１／３）（Ｍ_ｓ／Ｈ_θ ^Ａ＋Ｍ_ｓ／Ｈ_φ ^Ａ）として表され得る。スピネル型およびｃ軸配列六方晶フェライトに関する等方性回転剛性については、これらの関係は、（μ_０−１）／４π＝（２／３）（Ｍ_ｓ／Ｈ^Ａ）として表され得る。Ｈ_θ ^ＡがＨ_φ ^Ａと等しくない場合には、ｆ_ｒｅｓ（μ_０−１）＝４／３ΨＭ_ｓ［１／２（Ｈ_θ ^Ａ／Ｈ_φ ^Ａ）＋１／２（Ｈ_φ ^Ａ／Ｈ_θ ^Ａ）］となる。回転剛性の差が大きいほど、自発磁化場はより大きくなり、共鳴周波数もより大きくなり、これにより共鳴周波数がマイクロ波領域内に押されると考えられる。透磁率は、共鳴周波数を超えると素早く減少する。

原子の結晶構造置換
上記のように、小型化アンテナシステムにおいて使用されるＣｏ_２Ｚなどの誘電材料の共鳴周波数を増加させることが有利となり得る。特に、５００ＭＨｚ、７００ＭＨｚ、９００ＭＨｚ、または１ＧＨｚを超える周波数における動作は、最小限の／許容できる信号損失を有するとともに、該材料を用いてより多くの信号が使用可能となるため、より広い信号の使用可能範囲が得られる。これは特に、商業的にも軍事的にも使用される高マイクロ波周波数用途に有用となり得る。以下に開示される材料の実施形態は、少なくとも一部はＣｏ_２Ｚ結晶格子構造内の特定の原子の置換により、このように高い動作周波数を達成可能である。さらに、開示されるＣｏ_２Ｚ材料の実施形態は、かなり低い損失を有し得る。

上記のように、Ｃｏ_２Ｚ材料は、Ｂａ_３Ｍｅ_２Ｆｅ_２４Ｏ_４２の一般式を有し得る。いくつかの実施形態では、六方晶フェライト材料の結晶構造においてＣｏ_２Ｚ材料のバリウム（Ｂａ）または鉄（Ｆｅ）原子が他の原子に置換えられ得る（たとえば置換され得る）。有利には、Ｂａおよび／またはＦｅ原子の置換えは、Ｃｏ_２Ｚ材料の共鳴周波数全体を増加させることができ、材料がより高い周波数動作において使用可能となる。

いくつかの実施形態では、Ｂａ^２＋原子の少なくとも一部がストロンチウム（Ｓｒ^２＋）原子によって置換えられ得る。さらに、いくつかの実施形態では、Ｆｅ^３＋原子がアルミニウム（Ａｌ^３＋）原子に置換され得る。これらの種類の原子（たとえばＢａおよびＦｅ）の１つまたは両方が新しい原子（ＳｒおよびＡｌ）に置換され得て、この結果、Ｃｏ_２Ｚ材料の共鳴周波数が増加する。原子の置換は、初めの調合時に、所望の化学性質を有する所望の構造を形成するために、適量の各元素の酸化物を選択することによって生じ得る。

このような原子の置換による共鳴周波数の増加は、数多くの理由から生じ得る。たとえば、置換は、材料の透磁率の全体的な減少を引起し得て、これに伴って共鳴周波数が増加する。さらに、置換により、より高い共鳴周波数のためにより優先的に配向された、改善された結晶構造が形成され得る。さらに、置換により、材料の強磁性共鳴が増加され得て、これにより、より高い共鳴周波数で材料が使用可能となる。しかし、他の理由によっても共鳴周波数の増加が得られると理解され得る。

したがって、置換によりより高い共鳴周波数を有するＣｏ_２Ｚ材料は、Ｂａ_３−ｘＳｒ_ｘＣｏ_２Ｆｅ_２４−ｙＡｌ_ｙＯ_４１の化学式を有し得る。いくつかの実施形態では、０＜ｘ＜１．５、０＜ｙ＜０．９である。したがって、いくつかの実施形態では、Ｂａ、Ｆｅ、またはこれらの両方が、結晶構造から置換され得る。

図２Ａ〜図２Ｂは、上記に開示されたＢａおよびＦｅ原子をＳｔまたはＡｌ原子に置換える置換技術を用いたインピーダンススペクトルを示す。典型的には、インピーダンススペクトルは、インピーダンス分光法または電気化学インピーダンス分光法としても知られる誘電分光法を用いて行なわれる。インピーダンススペクトルは、媒体のさまざまな誘電特性をさまざまな周波数について示し得る。

図２Ａ〜図２Ｂにおいて、インピーダンススペクトルは、ある周波数範囲にわたる透磁率（μ′）および損失率（μ″）の両方を示す。無線周波数用途は、該周波数範囲にわたって最小の動きを有することが有利となり得るが、これは、それらの特定の周波数において最小損失が存在することを示す。損失率が増加（たとえば、急上昇）し始めると、材料は、それらの周波数における使用中により多くの損失を被る可能性がある。このため、ある時点で、材料が高損失により使用不可となり得る。

損失率を最小化するとともに、損失率の急上昇を、高周波数範囲に向かうにつれてできる限り調整することが有利となり得る。上記のように、損失率が急上昇すると、材料はその周波数範囲において有用性が低くなる。高周波数側での損失率の急上昇を操作することによって、３００ＭＨｚ〜３００ＧＨｚのマイクロ波範囲などのより高い周波数において最小化された損失で材料が使用可能となる。

一般的に、特定の使用周波数において材料の損失率が増加することは不利となり得るが、材料の用途によっては、一般的な損失許容度が存在し得る。したがって、図中に示される急上昇がある場合でも、損失許容度はまだ許容され得ることもある。たとえば、損失許容度は、約０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、または１．０未満であり得るが、特定の損失許容度は限定されない。したがって、損失が急上昇し始めた後であっても、材料はまだ有用であり得る。

図２Ａは、ｘ＝１．５、ｙ＝０．９のときの、上記材料のある実施形態のインピーダンススペクトルを示す。示されるように、この材料は、低い周波数で比較的低い損失率を維持することができる。さらに、損失率の急上昇の主な湾曲は、優に５００ＭＨｚ後までは生じない。材料が組込まれた装置の損失許容度によっては、この材料の実施形態は、約７００ＭＨｚ、約９００ＭＨｚ、約１ＧＨｚ、または約７００ＭＨｚ、約９００ＭＨｚ、もしくは約１ＧＨｚを超える周波数範囲内で使用可能である。このため、開示される材料の実施形態は、より高い周波数範囲で使用可能であり、改善された無線周波数の使用が得られる。

図２Ｂは、ｘ＝１．５、ｙ＝０．３のときの、上記材料のある実施形態のインピーダンススペクトルを示す。図２Ａと同様に、示されるように、この材料は、低周波数において比較的低い損失率を維持することができる。さらに、損失率の急上昇の主な湾曲は、優に５００ＭＨｚ後までは生じない。材料が組込まれた装置の損失許容度によっては、この材料の実施形態は、約７００ＭＨｚ、約９００ＭＨｚ、約１ＧＨｚ、または約７００ＭＨｚ、約９００ＭＨｚ、もしくは約１ＧＨｚを超える周波数範囲内で使用可能である。このため、開示される材料の実施形態は、より高い周波数範囲で使用可能であり、改善された無線周波数の使用が得られる。

図２Ａと図２Ｂとを比較して、損失率の曲線は、概ね同様の経路をたどっている。しかし、図２Ｂの材料の実施形態は、より低い周波数範囲内でわずかにより低い全体的な損失率を有する。さらに、図２Ｂ中の損失率の増加は、図２Ａに示されるよりも低い周波数で生じている。とはいえ、どちらの材料も高周波数動作のために非常に有利であり得る。

ＢａのＳｒによる置換が有利となり得る一方で、いくつかの実施形態では、バリウムサイトの置換として、代わりにカリウムが使用可能であり、これにより、Ｃｏ^２＋を三価イオンに置換することが可能となる。いくつかの実施形態では、たとえば０〜０．５重量％の範囲の炭酸カリウムを置換に使用し得る。これにより、ｚ相を形成可能であり得る組成物の数が大幅に倍増し得る。

たとえば、図３Ａ〜図３Ｂは、ｚ相が組成物Ｂａ_２．５Ｋ_０．５Ｃｏ^（ＩＩ） _１．５Ｃｏ^{（ＩＩＩ）} _０．５Ｆｅ_２４Ｏ_４１によって安定化され得ることを示す。図３Ａ〜図３Ｂは、強度対Ｘ線回折を用いたデータを示しており、該データは、その後特定の材料の結晶構造を示し得る。その後、データ点がパターンの指標と対比され得て、ある構造内の原子の空間配置が開示される。したがって、特定の元素は存在しないかもしれないが、ホットスポット（たとえばピークが増加する地点）のパターンから、結晶構造が示され得る。

図３Ａ〜図３ＢのＸ線回折パターンによって示されるように、開示される材料の実施形態は、安定化されたｚ相ヘキサフェライト構造を形成し得る。上記の図３Ａ〜図３Ｂのデータ点を以下の表に示す。

いくつかの実施形態では、カリウムの量は、式：Ｂａ_３−ｘＫ_ｘＣｏ_２−ｘＭ^{（ＩＩＩ）} _ｘＦｅ_２４Ｏ_４１に従って三価イオンの量と同量にされ得る。いくつかの実施形態では、Ｍ^(III)は、たとえば任意の三価イオンであり得る。これには、Ｓｃ、Ｍｎ、Ｉｎ、Ｃｒ、Ｇａ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｙｂ、またはランタニドイオンのいずれかが含まれ得て、０＜ｘ≦０．５である。いくつかの実施形態では、ｚ型ヘキサフェライトは、上記の式を用いて合成され得る。たとえば、向上したｚ型六方晶フェライトは、Ｍ^{（ＩＩＩ）}がＳｃ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｉｎ、およびＹｂであり、ｘ＝０．５であるときに合成され得る。

開示される置換された誘電材料の実施形態は、他の誘電材料よりも数多くの利点を有し得る。たとえば、本発明のプロセスは、材料において原子を優先的に配向させ得ることにより、誘電性材料の全体的な透磁率を増加し、増強し得る。開示される材料の実施形態の別の有利な特性は、Ｂａおよび/またはＦｅ置換が、上述のアルカリドーピング／添加とともに行なわれ得ることである。しかし、いくつかの実施形態では、Ｂａを二価イオンに置換し、Ｆｅを三価イオンに置換することによって、高共鳴周波数を維持しつつ、アルカリ添加が回避され得る。このため、材料の実施形態は、約７００ＭＨｚ、約９００ＭＨｚ、約１ＧＨｚまたは約７００ＭＨｚ、約９００ＭＨｚ、もしくは約１ＧＨｚを超える周波数範囲内で使用可能である。

ｚ型六方晶フェライト材料の製造方法
図４は、いくつかの実施形態に係るＣｏ₂Ｚ材料を形成する方法１００を示す。図４に示されるように、適量の前駆材料、すなわち、磁気材料を形成可能なバリウム、コバルト、鉄、１つ以上のアルカリ金属、および酸素を与え得る反応物質がステップ１０２でともに混合される。いくつかの実施形態では、酸素の少なくとも一部が、バリウム（Ｂａ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、または１つ以上のアルカリ金属の酸素含有化合物の形態で提供されてもよい。たとえば、これらの元素は、炭酸塩もしくは酸化物の形態で、または当該技術分野で知られている他の酸素含有前駆体の形態で提供されてもよい。いくつかの実施形態では、１つ以上の前駆材料は、非酸素含有化合物または純粋な元素の形態で提供されてもよい。いくつかの実施形態では、酸素は、たとえばＨ_２Ｏ_２などの別個の化合物から、またはガス状酸素または空気から供給されてもよい。たとえば、いくつかの実施形態では、ＢａＣＯ_３、Ｃｏ_３Ｏ_４、およびＦｅ_２Ｏ_３前駆体は、約０．０６重量％〜約３．６重量％のＫ_２ＣＯ_３とともに、Ｃｏ_２Ｚの形成に適切な比（たとえば、約２２重量％ＢａＣＯ_３、約６重量％Ｃｏ₃Ｏ₄、および約７２重量％Ｆｅ_２Ｏ_３）で混合される。これらの前駆化合物は、たとえばコーレスミキサ、ボールミル、または振動ミルを用いて水またはアルコール中で混合または配合されてもよい。これらの前駆体は、乾式で配合されてもよい。

配合された混合物は、その後、必要に応じてステップ１０４で乾燥されてもよい。混合物は、たとえばパン乾燥（pan drying）またはスプレー乾燥を含む、数多くの態様のいずれかで乾燥されてもよい。その後、乾燥された混合物は、ステップ１０６において仮焼を促進させる温度および時間で加熱され得る。たとえば、ステップ１０６の加熱で使用される加熱システムの温度は、約１１００℃〜１３００℃または約１１００℃〜１２５０℃の浸漬温度を達成するために、１時間あたり約２０℃〜１時間あたり約２００℃の速度で上昇してもよく、該浸漬温度は、約２時間〜約１２時間維持され得る。加熱システムは、たとえば、オーブンまたは窯であり得る。混合物は、水分の損失、ならびに／または１つ以上の成分の還元または酸化、ならびに／または存在し得る炭酸塩および／もしくは有機化合物の分解を生じ得る。混合物の少なくとも一部は、ヘキサフェライト固溶体を形成し得る。

温度上昇率、浸漬温度、および混合物が加熱される時間は、特定の用途の要件に依存して選択され得る。たとえば、加熱後の材料において小さな結晶粒が望まれる場合、より大きな結晶粒が望まれる用途に対して、より高い温度上昇率、および／またはより低い浸漬温度、および／またはより短い加熱時間が選択され得る。さらに、さまざまな量および／または形態の前駆材料が使用されると、加熱後の混合物に所望の特徴を付与するために、温度上昇率および浸漬温度および／または時間などのパラメータについてさまざまな要件が生じ得る。

加熱後、混合物はヘキサフェライト固溶体の凝集粒子を形成し得るが、該混合物は、室温、またはさらなる処理を容易にし得る任意の他の温度に冷却され得る。加熱システムの冷却速度は、たとえば１時間あたり８０℃であり得る。ステップ１０８では、凝集粒子が粉砕され得る。粉砕は、水、アルコール、ボールミル、振動ミル、または他のミリング装置で行なわれ得る。いくつかの実施形態では、粉砕は、得られた粉末材料の中央粒径が約１〜約４ミクロンとなるまで継続されるが、一部の用途では、たとえば直径約１〜約１０ミクロンの他の粒径も許容され得る。いくつかの実施形態では、粒子を直径０．２〜０．９ミクロンの微粒子径まで粉砕するために、高エネルギーミリングが使用される。この粒子径は、たとえば沈降法粒度分布測定装置（sedigraph）またはレーザ散乱技術を用いて測定され得る。目標中央粒径は、後のステップにおいて焼結を容易にするために、粒子の十分な表面面積を与えるように選択され得る。より小さい中央直径を有する粒子は、より大きい粒子よりも反応性が高く、より容易に焼結され得る。いくつかの実施形態では、ステップ１０２ではなくこの時点で、またはステップ１０２に加えてこの時点で、１つ以上のアルカリ金属またはアルカリ金属前駆体または他のドーパント材料を添加してもよい。いくつかの実施形態では、アルカリ金属が使用されない。

粉末材料は、必要に応じてステップ１１０で乾燥されてもよく、乾燥された粉末は、ステップ１１２において、たとえば１軸プレスまたはアイソスタチックプレスを用いて所望の形状にプレス成形され得る。材料をプレス成形するのに使用される圧力は、たとえば８０，０００Ｎ／ｍ^２以下であってもよく、典型的には約２０，０００Ｎ／ｍ^２〜約６０，０００Ｎ／ｍ^２の範囲内である。より高いプレス圧力では、より低いプレス圧力よりも、さらなる加熱後により緻密な材料が得られ得る。

ステップ１１４では、プレス成形された粉末材料が焼結されて、ドープドヘキサフェライトの固体塊が形成され得る。ドープドヘキサフェライトの固体塊は、ドープドヘキサフェライトから形成されるよう望まれる部品の形状を有する金型で焼結され得る。ドープドヘキサフェライトの焼結は、限定されないが、結晶粒度、不純物の濃度、圧縮率、引っ張り強度、多孔性、および場合によっては透磁率など、１つ以上の所望の特徴を与えるのに十分な、好適なまたは所望の温度および時間で行なわれ得る。好ましくは、焼結条件は、他の望ましくない特性に影響を与えずに、または他の望ましくない特性に少なくとも許容可能な変化しか与えずに、１つ以上の所望の材料特徴を促進する。たとえば、焼結条件は、鉄還元がほぼないまたは最小限の鉄還元で、ドープドヘキサフェライト焼結体の形成を促進し得る。一実施形態では、焼結ステップ１１４で使用される温度は、好ましくは１１００℃〜１２５０℃である。いくつかの実施形態に従うと、焼結ステップ１１４で使用される加熱システムにおける温度は、約１１５０℃〜１４５０℃または約１１００℃〜１１５０℃または約１１００℃〜１２５０℃の浸漬温度を得るために、約２０℃／時〜約２００℃／時の速度で上昇されてもよく、該浸漬温度は、約２時間〜約１２時間の間維持され得る。加熱システムは、たとえばオーブンまたは窯であってもよい。より低い上昇率、および／またはより高い浸漬温度、および／またはより長い焼結時間である場合、より速い温度上昇率、および／またはより低い浸漬温度、および／またはより短い加熱時間を用いて得られ得るよりも緻密な焼結材料が得られ得る。材料に所望の透磁率、飽和磁化、および／または磁気歪係数を付与するために、たとえば、焼結プロセスに調整を行なうことによって最終焼結材料の密度を増加させることが行なわれ得る。本開示に係る方法のいくつかの実施形態に従うと、ヘキサフェライト焼結体の密度範囲は、約４．７５ｇ／ｃｍ³〜約５．３６ｇ／ｃｍ³であり得る。ドープドヘキサフェライトの所望の透磁率は、所望の粒径を有する結晶粒を生成するために材料の熱処理を調整することによって達成され得る。プレスされ、さらに焼結されたヘキサフェライトは、ステップ１１６において破砕され、最終ヘキサフェライト生成物が形成されてもよい。

上記の方法の実施形態によって生成される材料の結晶粒径は、処理条件に依存して、直径約５μｍ〜１ｍｍの間で変わり得るが、本開示に係る方法のいくつかの局面においては、より大きい結晶粒径も可能である。いくつかの局面では、材料の各結晶は、単一の磁気ドメインを含んでいてもよい。ドープドＣｏ_２ＺおよびアンドープドＣｏ_２Ｚはともに、ｚ型フェライト結晶構造を有するフェロクスプラナ（ferroxplana）と呼ばれる板状ヘキサフェライト群のメンバーであってもよい。

図５は、材料の磁気歪を減少させ、共鳴周波数を改善するために適合された別の実施形態に係るテクスチャリングされた（textured）Ｃｏ_２Ｚを形成する方法２００を示す。方法２００は、微粒子六方晶フェライト粉末が形成されるステップ２０２から始まる。ある実現例では、微粒子六方晶フェライト粉末は、本明細書に記載されるものなどの置換バリウムコバルトフェライトｚ相（Ｃｏ_２Ｚ）粉末である。Ｃｏ_２Ｚ粉末は、共沈殿など、当該技術分野で知られる化学プロセスを用いて合成され得る。Ｃｏ_２Ｚは、ネッチ（Netzsch）社製ゼータミルなどを用いたゾル−ゲル、仮焼、および機械的粉砕を介しても合成され得る。いくつかの実施形態では、Ｃｏ_２Ｚ粉末は、約１ミクロン未満の粒径および約６ｍ^２／ｇを超える表面積を有する。いくつかの実施形態では、Ｃｏ_２Ｚ粉末は、約１ミクロン未満の平均粒径および約６ｍ^２／ｇを超える平均表面積を有する。いくつかの実施形態では、Ｃｏ_２Ｚ粉末は、３００〜６００ｎｍの中央粒径および約１５ｍ^２／ｇを超える表面積を有する。用途に依存して、六方晶フェライト粉末は、Ｙ、Ｗ、Ｕ、Ｘ、またはＭ相六方晶フェライト材料もさらに含み得ることが認識されるであろう。

図５にさらに示されるように、方法２００は、ステップ２０４をさらに含み、ステップ２０４においては、六方晶フェライト粉末が冷間静水圧成形、一軸加圧成形、押出成形などの既知のプロセスによって圧縮成形される。図５にさらに示されるように、六方晶粉末は次に、ステップ２０６において、同じ材料の標準的な従来の焼結温度よりも低い、約１１１０℃〜１２５０℃の温度で焼成される。得られる材料は、好ましくは微粒子六方晶フェライト材料である。

本開示のある局面は、より高い周波数でのＣｏ_２Ｚの透磁率を増加させるための処理技術を提供する。いくつかの実施形態では、この処理技術は、改善された磁気特性を有するテクスチャリングされたＣｏ_２Ｚを得るためのＣｏ₂Ｚの磁気テクスチャリングの方法に係る。いくつかの実施形態では、Ｃｏ_２Ｚを形成する際に使用される磁気テクスチャリングの方法は、反応焼結方法を使用することに係り、該方法は、静磁界下でＭ相（ＢａＦｅ_１２Ｏ_１９ 一軸磁化）を非磁性添加物により配向させるステップと、ＢａＯ源およびＣｏＯと反応させて、ｚ相（Ｂａ_３Ｍｅ_２Ｆｅ_２４Ｏ_４２）を形成するステップとを含む。いくつかの実施形態では、Ｃｏ_２Ｚを形成する際に使用される磁気テクスチャリングの方法は、回転磁界方法を使用することに係り、この方法は、Ｃｏ_２Ｚ相（平面磁化）を回転磁界下で起きる磁気テクスチャリングにより配向させるステップを含む。発明者は、配向の度合い、ひいては透磁率ゲインが回転磁界下ではるかに優れていることを見出した。

いくつかの実施形態では、Ｃｏ_２Ｚを形成するための処理技術は、Ｆｅの還元を阻止するためにｚ相をＦｅ欠乏とすることを含む。なぜなら、誘電損失および磁気損失は、高温でのＦｅの還元（Ｆｅ^３＋→Ｆｅ^２＋）によって増加され得るためである。該処理技術は、Ｆｅの還元を阻止し、Ｆｅ^２＋→Ｆｅ^３を引起すために、酸素中での熱処理またはアニーリングのステップを含む。いくつかの実施形態では、該処理技術は、カリウムまたはアルカリ金属などの添加物によりＣｏ_２Ｚをドーピングすることを含み、共鳴周波数を増加させ、ひいてはより高い周波数範囲でのＱを増加させる。

いくつかの実施形態では、Ｃｏ_２Ｚを形成するための処理技術は、微粒子六方晶フェライト粒子を形成することを含む。該プロセスは、高エネルギーミリング（たとえば、ゼータミリング）を使用して粒径を減少させることに係る。以下の表は、一実施形態において、高エネルギーミリングを使用して、０．２〜０．９ミクロンの範囲内の粒径および８〜１４ｍ^２／ｇの表面積を有するＣｏ_２Ｚが生成されることを示す。この実施形態では、焼成温度は、好ましくは１１５０〜１２５０℃である。

図６〜図８は、約２〜３ミクロンの中央粒径を有し、ゼータミルにより処理され、約１１００℃および１１４０℃で焼成されたＣｏ_２Ｚ粉末を示すインピーダンスグラフを示す。図６に示されるように、共鳴ピーク、または虚数透磁率曲線の最大値は、ゼータミリングおよび低温焼成温度を用いてより高い周波数にシフトする。理論により拘束されることを望まないが、好ましい処理技術によって形成される六方晶フェライト材料は、内部応力場を有さないまたはごく僅かしか有さないため、有利な磁気歪が得られると考えられる。本明細書に記載される方法に従って形成される六方晶フェライト材料は、高周波数アンテナ、インダクタ、および変換器などのさまざまなＲＦ装置に組込まれ得る。

図６〜図８は、Ｃｏ_２Ｚ粉末の、無次元複素比透磁率μ′の実数成分（ここでは単に透磁率と呼ぶ）対周波数の変化を示す。Ｃｏ_２Ｚは、［より低い周波数で］比較的一定の透磁率を発現することがわかる。より高い周波数では、この材料は、周波数が増加し続けるにつれて、透磁率の上昇を発現し、ピークを生じ、その後、透磁率に見られるように急激な減少が生じる。透磁率のピークをここでは「共鳴周波数」と呼ぶ。

図６は、２〜３ミクロンの中央粒径を有するＣｏ_２Ｚ粉末の透磁率を示す。図７および図８は、さらにゼータミリングされた後、それぞれ１１４０℃および１１００℃で焼成された同じＣｏ_２Ｚ粉末の透磁率を示す。図６を図７および図８と比較すると、Ｃｏ₂Ｚ粉末をゼータミリングし、焼成することで、該材料の共鳴周波数が増加することが証明される。さらに、図７および図８を比較すると、焼成温度を１１４０℃から１１００℃に下げることによって、該材料の共鳴周波数のさらなる増加が得られることがわかる。このような共鳴周波数の増加は、ゼータミリングされ、低温焼成されたＣｏ_２ＺからなるＲＦ装置部品が、ゼータミリングされず、高温焼成されたＣｏ_２Ｚからなる同様の装置または装置部品よりも高い周波数範囲または広い周波数範囲内で透磁率を保持し、動作可能であり得ることを示している。

図６〜図８はさらに、高周波数における材料のエネルギー損失に相当する複素比透磁率μ″の虚数成分に対するゼータミリングおよび低温焼成の影響を示す。図６〜図８において、虚数透磁率曲線の最大値、すなわち「共鳴ピーク」は、Ｃｏ_２Ｚ材料がゼータミリングされ、低温焼成された粉末により処理されると、より高い周波数にシフトすることが認められ得る。

上記の方法は、本明細書に開示される置換六方晶フェライト材料の実施形態と併用され得る。

無線周波数装置
上に開示された誘電材料の実施形態、および製造方法は、さまざまな無線周波数装置の製造に使用可能である。これらの装置には、限定されないが、フィルタ、アイソレータ、サーキュレータ、共振器、携帯電話部品、ラップトップ部品、個人用携帯情報端末部品、タブレット部品、または基地局部品が含まれる。さらに、開示された誘電材料は、Bluetooth（登録商標）信号などの携帯または無線周波数信号に関連する部品において使用可能である。いくつかの実施形態では、開示された誘電材料は、高周波数アンテナなどのアンテナに使用可能である。開示された誘電材料の実施形態が組込まれる装置のタイプは、限定されないが、以下にいくつかの例を示す。

図９は、本明細書に記載されるある実施形態に従って形成される、向上した共鳴周波数Ｃｏ_２Ｚ材料の実施形態が組込まれたサーキュレータ３００の一例を概略的に示す。図９に示されるように、サーキュレータ３００は、１対の円筒形マグネット８０６、８０８間に配設された１対のフェライトディスク８０２、８０４を有し得る。フェライトディスク８０２、８０４は、本開示のある実施形態に係る共鳴周波数向上Ｃｏ_２Ｚ材料からなり得る。マグネット８０６、８０８は、概ね軸方向の界磁線を該フェライトディスクに発生するように配列され得る。いくつかの実施形態では、フェライトディスクは、１１Ｏｅ以下の磁気共鳴線幅を有する。

図１０は、トランシーバ４０２と、合成器４０４と、ＲＸフィルタ４０６と、ＴＸフィルタ４０８と、磁気アイソレータ４１０と、アンテナ４１２とを含む電気通信基地局システム４００を示す。磁気アイソレータ４１０は、単一チャネルＰＡおよびコネクタ付、一体型トリプレートまたはマイクロストリップドロップイン（single channel PA and connectorized, integrated triplate or microstrip drop-in）に組込まれ得る。いくつかの実施形態では、磁気アイソレータ４１０は、本開示に記載されるある実施形態に従って作成されるＣｏ_２Ｚ材料を含む。さらに、上記のＣｏ_２Ｚ材料の実施形態は、フィルタ４０６／４０８またはアンテナ４１２などの他の部品に組込まれ得る。

上記の説明から、六方晶フェライト材料についての発明品およびアプローチが開示されることが認識されるであろう。いくつかの部品、技術および局面をある程度の具体性をもって説明したが、本開示の精神および範囲から逸脱することなく、本明細書において上に記載した特定の設計、構成および方法論には多くの変更がなされ得ることが明らかである。

別個の実現例の文脈で本開示に記載された特定の特徴は、１つの実現例において組合せにより実現されることもできる。反対に、１つの実現例の文脈で説明されたさまざまな特徴は、複数の実現例において別個にまたは任意の好適な下位組合せにより実現されることもできる。さらに、特徴が特定の組合せにより作用するとして上に説明されていても、クレームされる組合せからの１つ以上の特徴は、場合によっては該組合せから排除されることができ、該組合せは、任意の下位組合せまたは任意の下位組合せのバリエーションとしてクレームされてもよい。

さらに、方法は、特定の順序で図面に図示されるまたは明細書に記載され得るが、これらの方法は、示された特定の順にまたは順次行なわれる必要はなく、所望の結果を得るためにすべての方法が行なわれる必要はない。図示されていないまたは記載されていない他の説明が、例示的な方法およびプロセスに組込まれ得る。たとえば、１つ以上の追加の方法が、記載される方法の任意の方法の前、後、同時、またはこれらの間で行なわれ得る。さらに、これらの方法は、他の実現例では構成し直されたり、順序付けし直されてもよい。さらに、上記の実現例におけるさまざまなシステム部品の分離は、すべての実現例においてこのような分離が必要であるとして理解されるべきではなく、記載される部品およびシステムは、一般的には、単一の製品とともに一体化されたり、複数の製品にパッケージ化され得ることが理解されるべきである。さらに、他の実現例が本開示の範囲内である。

「できる」、「し得る」、または「してもよい」などの条件的表現は、特に指定がない限り、または使用される文脈内でそれ以外に理解されない限り、一般的には、ある特徴、構成要素、および／またはステップを含むまたは含まないある実施形態を説明することを意図するものである。したがって、このような条件的表現は、一般的には、特徴、構成要素、および／またはステップは、何らかの形で１つ以上の実施形態に必要であることを暗示することを意図するものである。

「Ｘ、Ｙ、およびＺの少なくとも１つ」という文言などの接続的表現は、特に指定がない限り、項目、用語などがＸ、Ｙ、またはＺのいずれかであり得ることを一般的に説明するとして、使用される文脈内で理解される。そのため、このような接続的表現は、一般的に、Ｘの少なくとも１つ、Ｙの少なくとも１つ、およびＺの少なくとも１つの存在を必要とすることを暗示することを意図するものではない。

本明細書で使用される「およそ」、「約」、「一般的に」、および「実質的には」などの程度の表現は、望ましい機能を実施するまたは望ましい結果を達成する記載値、量、または特徴に近い値、量、または特徴を表す。たとえば、「およそ」、「約」、「一般的に」、および「実質的には」は、記載量の１０％以下、５％以下、１％以下、０．１％以下、０．０１％以下の範囲内の量を指し得る。

いくつかの実施形態を添付の図面とともに説明してきた。図は縮尺どおりに描かれるが、このような縮尺は限定的であるべきではない。なぜなら、示されるもの以外の寸法および割合が想定され、開示される発明の範囲内であるためである。距離、角度などは例示に過ぎず、図示される装置の実際の寸法およびレイアウトに対する正確な関係を必ずしも持つものではない。部品は、追加、排除、および／または配置し直され得る。さらに、さまざまな実施形態に関する任意の特定の構成要素、局面、方法、特性、特徴、性質、属性、要素などの本発明の開示は、本明細書に記載されるすべての他の実施形態において使用され得る。さらに、本明細書に記載されるすべての方法は、記載されるステップを実施するのに好適な任意の装置を用いて実施され得ることが認められるであろう。

数多くの実施形態およびそれらのバリエーションを詳細に説明してきたが、他の改良およびその使用方法が当業者には明らかとなるであろう。したがって、さまざまな用途、改良、材料、および置換が、本明細書の独自のかつ発明的な開示または請求項の範囲から逸脱することなく、均等物からなり得ることが理解されるべきである。

Claims (18)

1. 一部のバリウム原子がストロンチウム原子に置換され、一部の鉄原子がアルミニウム原子に置換された、向上したｚ型六方晶フェライトを含み、前記向上したｚ型六方晶フェライトは、式Ｂａ_３−ｘＳｒ_ｘＣｏ_２Ｆｅ_２４−ｙＡｌ_ｙＯ_４１を有し、ｘは、０＜ｘ≦１．５であり、ｙは、０＜ｙ≦０．３であり、５００ＭＨｚを超える共鳴周波数を有し、前記材料は焼結物である、高共鳴周波数材料組成物。
2. ｘ＝１．５、ｙ＝０．３である、請求項１に記載の高共鳴周波数材料組成物。
3. 前記向上したｚ型六方晶フェライトは、１ＧＨｚを超える共鳴周波数を有する、請求項１に記載の高共鳴周波数材料組成物。
4. 請求項１に記載の前記高共鳴周波数材料組成物を含む、無線周波数装置。
5. 請求項１に記載の前記高共鳴周波数材料組成物を含む、高周波数アンテナ。
6. 前記六方晶フェライトは、７００ＭＨｚを超える共鳴周波数を有する、請求項１に記載の高共鳴周波数材料組成物。
7. 前記六方晶フェライトは、９００ＭＨｚを超える共鳴周波数を有する、請求項１に記載の高共鳴周波数材料組成物。
8. 無線周波数デバイスの形成方法であって、前記方法は、
   バリウム、コバルト、鉄、および酸素を含む前駆材料の混合物を配合するステップと、
   前記混合物を乾燥させ、加熱し、粉砕してプレス成形するステップと、
   前記プレス成形された粒子を焼結して、Ｂａ_３−ｘＳｒ_ｘＣｏ_２Ｆｅ_２４−ｙＡｌ_ｙＯ_４１の組成を有する六方晶フェライト材料を形成するステップとを含み、ｘは、０＜ｘ≦１．５であり、ｙは、０＜ｙ≦０．３であり、さらに
   前記六方晶フェライト材料から無線周波数デバイスを形成するステップを含む、方法。
9. 前記六方晶フェライト材料は、９００ＭＨｚを超える共鳴周波数を有する、請求項８に記載の方法。
10. 前記無線周波数デバイスは、アンテナである、請求項８に記載の方法。
11. 前記六方晶フェライト材料は、１ＧＨｚを超える共鳴周波数を有する、請求項８に記載の方法。
12. ｘ＝１．５、ｙ＝０．３である、請求項８に記載の方法。
13. 前記六方晶フェライト材料は、７００ＭＨｚを超える共鳴周波数を有する、請求項８に記載の方法。
14. 無線周波数デバイスのためのサーキュレータであって、前記サーキュレータは、
    一部のバリウム原子がストロンチウム原子に置換され、一部の鉄原子がアルミニウム原子に置換された、向上したｚ型六方晶フェライトを含み、前記向上したｚ型六方晶フェライトは、式Ｂａ_３−ｘＳｒ_ｘＣｏ_２Ｆｅ_２４−ｙＡｌ_ｙＯ_４１を有し、ｘは、０＜ｘ≦１．５であり、ｙは、０＜ｙ≦０．３であり、５００ＭＨｚを超える共鳴周波数を有し、前記材料は焼結物である、サーキュレータ。
15. 前記六方晶フェライト材料は、１ＧＨｚを超える共鳴周波数を有する、請求項１４に記載のサーキュレータ。
16. ｘ＝１．５、ｙ＝０．３である、請求項１４に記載のサーキュレータ。
17. 前記六方晶フェライト材料は、７００ＭＨｚを超える共鳴周波数を有する、請求項１４に記載のサーキュレータ。
18. 前記六方晶フェライト材料は、９００ＭＨｚを超える共鳴周波数を有する、請求項１４に記載のサーキュレータ。