JPH02113503A - マイクロ波用フェリ磁性ガーネット材料 - Google Patents
マイクロ波用フェリ磁性ガーネット材料Info
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- JPH02113503A JPH02113503A JP63266847A JP26684788A JPH02113503A JP H02113503 A JPH02113503 A JP H02113503A JP 63266847 A JP63266847 A JP 63266847A JP 26684788 A JP26684788 A JP 26684788A JP H02113503 A JPH02113503 A JP H02113503A
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- 4πms
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
- H01F10/08—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers
- H01F10/10—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition
- H01F10/18—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being compounds
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- H01F10/24—Garnets
- H01F10/245—Modifications for enhancing interaction with electromagnetic wave energy
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明はマイクロ波帯域で使用するサーキュレータやア
イソレータ等の材料に関し、更に詳しくは、Gd−Y−
Ca−In−V系フェリ磁性ガーネットの組成の一部を
AI及びMnで置換したマイクロ波用フェリ磁性ガーネ
ット材料に関するものである。
イソレータ等の材料に関し、更に詳しくは、Gd−Y−
Ca−In−V系フェリ磁性ガーネットの組成の一部を
AI及びMnで置換したマイクロ波用フェリ磁性ガーネ
ット材料に関するものである。
を従来の技術]
マイクロ波帯域用のサーキュレータやアイソレータ等で
用いる磁性材料としては、YIG(イツトリウム鉄ガー
ネット) Ni−Zn系フェライト、M n −M
g系フェライト、Li系フェライト、Ca−V系ガー
ネット等がある。
用いる磁性材料としては、YIG(イツトリウム鉄ガー
ネット) Ni−Zn系フェライト、M n −M
g系フェライト、Li系フェライト、Ca−V系ガー
ネット等がある。
これらのうちYIGは適当な飽和磁化(4πMs )を
選択でき、磁気共鳴半値幅(ΔH)及び誘電損失(ta
nδ)が比較的小さい特徴を有するが、飽和磁化の温度
係数は0.2〜0.4%/℃とかなり大きな値となる。
選択でき、磁気共鳴半値幅(ΔH)及び誘電損失(ta
nδ)が比較的小さい特徴を有するが、飽和磁化の温度
係数は0.2〜0.4%/℃とかなり大きな値となる。
それらに対してGdを含むCa−V系ガーネットは、飽
和磁化(4πMs)の温度係数が小さい特徴がある。
和磁化(4πMs)の温度係数が小さい特徴がある。
[発明が解決しようとする課題1
Cdを含むCa−V系ガーネットに関しては、A、、S
、HUDSON等による( Y s−g*−a Ca
zx G d a 1(F ex−s I nt )
(F e3−++−y v、 A ’F )01□
で、且つ0.5≦x≦0.9.O≦a≦1.1.O≦y
≦0.8.及びz=0.0.5なる組成のガーネットに
ついての報告がある(IEEE TRANSACTIO
NS ON MAGNETIC3,VOL、?1AG5
、No、3.p610−613.1969) Lか
しここでの飽和磁化(4πMs)の温度係数は0.24
%/℃程度である。
、HUDSON等による( Y s−g*−a Ca
zx G d a 1(F ex−s I nt )
(F e3−++−y v、 A ’F )01□
で、且つ0.5≦x≦0.9.O≦a≦1.1.O≦y
≦0.8.及びz=0.0.5なる組成のガーネットに
ついての報告がある(IEEE TRANSACTIO
NS ON MAGNETIC3,VOL、?1AG5
、No、3.p610−613.1969) Lか
しここでの飽和磁化(4πMs)の温度係数は0.24
%/℃程度である。
ところで周知のように磁気共鳴周波数ωは次式で示され
る。
る。
ω= r ((H+ (Nv Nz ) 4πM
s)(H+ (NX −NZ )4πMs ) l ”
”ここでHは外部磁場、Tは磁気回転比、NXNv、N
z はそれぞれX、Y、Z軸方向の反磁場係数である。
s)(H+ (NX −NZ )4πMs ) l ”
”ここでHは外部磁場、Tは磁気回転比、NXNv、N
z はそれぞれX、Y、Z軸方向の反磁場係数である。
このため素子が球形である場合はN X = N y”
N z となり、ωは飽和磁化(4πMs )に依存
しないが、他の形状では4πMsの変化がωの変化とし
て現れ、実際にサーキュレータやアイソレータに使用し
た場合、その特性が温度変化に伴い変化することになる
。
N z となり、ωは飽和磁化(4πMs )に依存
しないが、他の形状では4πMsの変化がωの変化とし
て現れ、実際にサーキュレータやアイソレータに使用し
た場合、その特性が温度変化に伴い変化することになる
。
このため飽和磁化(4πMs)の温度係数が非常に小さ
い材料が強く望まれ、その開発が進められてきた。その
例は特開昭51−76595号、特開昭56−7810
2号にみられる。
い材料が強く望まれ、その開発が進められてきた。その
例は特開昭51−76595号、特開昭56−7810
2号にみられる。
本発明の目的は、従来技術における磁気特性を改善し、
比較的小さい磁気共鳴半値幅(ΔH)を有し、飽和磁化
(4πMs)の温度係数が0.08%/℃以下と極めて
小さく、且つ誘電損失(tanδ)も十分小さいマイク
ロ波用フェリ磁性ガーネット材料を提供することにある
。
比較的小さい磁気共鳴半値幅(ΔH)を有し、飽和磁化
(4πMs)の温度係数が0.08%/℃以下と極めて
小さく、且つ誘電損失(tanδ)も十分小さいマイク
ロ波用フェリ磁性ガーネット材料を提供することにある
。
[課題を解決するための手段]
上記のような技術的課題を解決できる本発明は、G d
* Ys−x−tmc a tzF e 5−u−v
−y−s I nyV m A l u M n y
O+ 2なる組成式で表され、且つ1.0≦x≦3.
0 Q<y≦0.5 Q<z≦0.5 Q<u≦1.0 Q<v≦0. 1 を満たす組成からなるマイクロ波用フェリ磁性ガーネッ
ト材料である。
* Ys−x−tmc a tzF e 5−u−v
−y−s I nyV m A l u M n y
O+ 2なる組成式で表され、且つ1.0≦x≦3.
0 Q<y≦0.5 Q<z≦0.5 Q<u≦1.0 Q<v≦0. 1 を満たす組成からなるマイクロ波用フェリ磁性ガーネッ
ト材料である。
本発明者等は、Gd−Y−Ca−1n−V系フェリ磁性
ガーネットについて種々実験検討を加えた結果、その組
成の一部をAI及びMnで適量置換することによって飽
和磁化(4πMs )の温度係数が0.08%/℃以下
と非常に小さくできることを見出し、本発明を完成させ
たものである。
ガーネットについて種々実験検討を加えた結果、その組
成の一部をAI及びMnで適量置換することによって飽
和磁化(4πMs )の温度係数が0.08%/℃以下
と非常に小さくできることを見出し、本発明を完成させ
たものである。
本発明において構成元素の種類並びにそれらの存在割合
は上記の通りであるが、それらは以下に述べるような実
験結果から求められたものである。それについて簡単に
述べると次の通りである。
は上記の通りであるが、それらは以下に述べるような実
験結果から求められたものである。それについて簡単に
述べると次の通りである。
先ず第1図から、G d il xはl、Q≦x≦3.
0が適当である。Q<y≦0.5としたのは、第2図か
らI niyが多いとキュリー温度Tcが低くなり実用
困難となるためである。0く、2≦0.5としたのは、
第3図にあるように適当な飽和磁化(4πMs )が得
られ、また温度特性も良好なためである。0<u≦1.
0としたのは、第5図にあるように、AI量Uが多いと
飽和磁化(4πMs)が小さくなってしまうためである
。Mn1VをQ<v≦0.1としたのは、Mnはガーネ
ット構造においてaサイト及びdサイトに入ることが可
能であり、少量の場合はaサイトに入るが多量になると
dサイトにも入り第6図に示すように飽和磁化(4πM
s )を下げてしまうし、また第7図のように0.1を
超えると誘電損失(tanδ)が増大するからである。
0が適当である。Q<y≦0.5としたのは、第2図か
らI niyが多いとキュリー温度Tcが低くなり実用
困難となるためである。0く、2≦0.5としたのは、
第3図にあるように適当な飽和磁化(4πMs )が得
られ、また温度特性も良好なためである。0<u≦1.
0としたのは、第5図にあるように、AI量Uが多いと
飽和磁化(4πMs)が小さくなってしまうためである
。Mn1VをQ<v≦0.1としたのは、Mnはガーネ
ット構造においてaサイト及びdサイトに入ることが可
能であり、少量の場合はaサイトに入るが多量になると
dサイトにも入り第6図に示すように飽和磁化(4πM
s )を下げてしまうし、また第7図のように0.1を
超えると誘電損失(tanδ)が増大するからである。
[実施例]
G dllY3−X−tllc a ztF e 5−
u−v−y−* I n。
u−v−y−* I n。
V、A I、 M nv 0+!なる組成になるように
各原料粉体を秤量し、ボールミルにより24時間混合し
た。次に1100〜1200℃で5時間の仮焼成を行い
、得られた仮焼粉体をボールミルで24時間粉砕した。
各原料粉体を秤量し、ボールミルにより24時間混合し
た。次に1100〜1200℃で5時間の仮焼成を行い
、得られた仮焼粉体をボールミルで24時間粉砕した。
それを乾燥した後、バインダーを用いて造粒し、メツシ
ュを通した粉体を用いて所定形状に成形した。この成形
体を加熱してバインダーを飛散させた後、1300〜1
450℃で5時間の焼成を行った。
ュを通した粉体を用いて所定形状に成形した。この成形
体を加熱してバインダーを飛散させた後、1300〜1
450℃で5時間の焼成を行った。
第1図はG d x Yt、a−x Ca o、h F
e a。
e a。
r no、5sVo、z A I o、+tM no、
ezosxなる基本組成でG d l xを変化させて
温度変化に対する飽和磁化(4tMs )の変化を測定
したものである。使用温度範囲一20〜80℃で飽和磁
化(4tMs )の温度係数を小さくするためには前述
のように1.0≦x≦3.0の範囲が適当である。
ezosxなる基本組成でG d l xを変化させて
温度変化に対する飽和磁化(4tMs )の変化を測定
したものである。使用温度範囲一20〜80℃で飽和磁
化(4tMs )の温度係数を小さくするためには前述
のように1.0≦x≦3.0の範囲が適当である。
第2図はG d 1.6 Yo、* Ca o、b F
@ a、5−yI n、 V++、3 A 1 o、
+qM n@、@1011なる基本組成でInnvを変
化させてキュリー温度Tcを測定したものである。In
量が多くなりすぎるとキュリー温度Tcが低くなり実用
困難となる。
@ a、5−yI n、 V++、3 A 1 o、
+qM n@、@1011なる基本組成でInnvを変
化させてキュリー温度Tcを測定したものである。In
量が多くなりすぎるとキュリー温度Tcが低くなり実用
困難となる。
このことからInnvはQ<y≦0.5の範囲とする必
要がある。
要がある。
第3図はCr d 1.& Y+、a−1zc a *
mF e a、as−wI n6.2sVs A I
O,17M no、ozo+xなる組成で■量2を変
化させて飽和磁化(4tMs)を測定したものである。
mF e a、as−wI n6.2sVs A I
O,17M no、ozo+xなる組成で■量2を変
化させて飽和磁化(4tMs)を測定したものである。
VlzがQ<z≦0.5の範囲で適当な飽和磁化(4t
Ms)が得られる。
Ms)が得られる。
第4図はG d +、b Yo、++ Ca a、b
F e a。
F e a。
r n o、5sVo、s A 1 o、+tM n、
、o30+=の組成についての飽和磁化(4tMs )
の温度特性を測定したものである。−20〜80℃の温
度範囲で0.08%/℃以下の極めて小さな温度係数と
なることが判る。
、o30+=の組成についての飽和磁化(4tMs )
の温度特性を測定したものである。−20〜80℃の温
度範囲で0.08%/℃以下の極めて小さな温度係数と
なることが判る。
第5図はG d +、b Yo、e Ca 11.4
F e a、5t−uT n@、2Sv0.3 A
l u M no、oso+tなる組成でA I Nu
を変化させて飽和磁化(4tMs )を測定した結果で
ある。AI量Uの増加に伴い飽和磁化(4tMg)は減
少する。A1添加の場合、飽和磁化(4tM s )と
して400以上は′必要なためU≦1.0とする。
F e a、5t−uT n@、2Sv0.3 A
l u M no、oso+tなる組成でA I Nu
を変化させて飽和磁化(4tMs )を測定した結果で
ある。AI量Uの増加に伴い飽和磁化(4tMg)は減
少する。A1添加の場合、飽和磁化(4tM s )と
して400以上は′必要なためU≦1.0とする。
第6図はG d 1.b Yo、* Ca o、h F
e 4111−vI no、5sVo、z A I
o、+qM nv O+zなる基本組成でM n !!
kvを変化させて飽和磁化(4tMs)を測定した結果
である。最初Mn量■の増加に伴い飽和磁化(4tMs
)が上昇するのはMnがaサイトに入ったためで、その
後Mn量Vの増加に伴って下降するのはdサイトにも入
ってきたためである。
e 4111−vI no、5sVo、z A I
o、+qM nv O+zなる基本組成でM n !!
kvを変化させて飽和磁化(4tMs)を測定した結果
である。最初Mn量■の増加に伴い飽和磁化(4tMs
)が上昇するのはMnがaサイトに入ったためで、その
後Mn量Vの増加に伴って下降するのはdサイトにも入
ってきたためである。
第7図は第6図の場合と同じ組成でM n l vを変
化させて誘電損失(tanδ)を測定した結果である。
化させて誘電損失(tanδ)を測定した結果である。
最初V n @ vの増加に伴い誘電損失(tanδ)
は減少し、その後Mn1lvの増加に伴って増大する。
は減少し、その後Mn1lvの増加に伴って増大する。
マイクロ波用材料としては誘電を賢夫(tanδ)がl
Xl0−’以上になるのは好ましくなく、従ってO<V
S2.1とする必要がある。
Xl0−’以上になるのは好ましくなく、従ってO<V
S2.1とする必要がある。
更に第6図および第7図の場合と同じ組成でMnnvの
値を変えて誘電損失(tanδ)、磁気共鳴半値幅(Δ
■()、及び温度係数αを測定した結果を第1表に示す
。
値を変えて誘電損失(tanδ)、磁気共鳴半値幅(Δ
■()、及び温度係数αを測定した結果を第1表に示す
。
第1表
AI及びMnによる一部置換によってこのように誘電損
失(tanδ)及び温度係数αの低減を図ることができ
る。そのときA I l1lu及びMn1vをそれぞれ
0<u≦ 1.0.Q<v≦0.1としたのは上記のよ
うな実験に基づいている。
失(tanδ)及び温度係数αの低減を図ることができ
る。そのときA I l1lu及びMn1vをそれぞれ
0<u≦ 1.0.Q<v≦0.1としたのは上記のよ
うな実験に基づいている。
[発明の効果]
本発明は上記のようにGd−Y−Ca−InV系ガーネ
ットの組成の一部を適量のAI及びMnで置換したフェ
リ磁性ガーネット材料であるから、飽和磁化(4tMs
)の温度係数を0.08%/℃以下という掻めて小さな
値に抑えることができ、且つ誘電損失(tanδ)を約
2X10−’まで小さくできる。またこの組成は磁気共
鳴半値幅(ΔH)の値が比較的小さい特性を呈する。
ットの組成の一部を適量のAI及びMnで置換したフェ
リ磁性ガーネット材料であるから、飽和磁化(4tMs
)の温度係数を0.08%/℃以下という掻めて小さな
値に抑えることができ、且つ誘電損失(tanδ)を約
2X10−’まで小さくできる。またこの組成は磁気共
鳴半値幅(ΔH)の値が比較的小さい特性を呈する。
従ってこの材料はマイクロ波用サーキュレータやアイソ
レータ等に使用した場合に、素子の使用温度変化に対し
て安定した特性を示し、実用温度範囲では特に温度補償
等の問題は生じない。
レータ等に使用した場合に、素子の使用温度変化に対し
て安定した特性を示し、実用温度範囲では特に温度補償
等の問題は生じない。
第1図はG i Y!、4−11 Cao、h F e
a、rsI n11.2sv11.ff A l o、
+qM ne、oso+zの基本組成においてG d
Ixを変化させたときの飽和磁化(4πMs)の温度特
性を示すグラフ、第2図はG d +、b Yo、s
Ca 6.6 F 64.5−yI ny Vo、3A
lO,17M no、oxo+tにおいて[n l
yに対するキュリー温度Tcの関係を示すグラフ、 第3図はG d 、、、 Y、8.、、Ca 、、F
e a、as−zI no、ssVg A Io、+y
Mno、osO+gにおいて■量2に対する飽和磁化(
4πMs)の関係を示すグラフ、 第4図はG d +、b Yo、* Ca o、b F
e a、+qI n o、ssV o、s A I
6.1?M n 11.1130 +zの組成における
飽和磁化(4πMg )の温度特性を示すグラフ、 第5図はG d +、b Yo、* Ca o、b F
e a、st−mI no、、sVe、s A lu
M na、oso+xにおいてAI量Uに対する飽和
磁化(4πMs)の関係を示すグラフ、 第6図はG d +、b Yo、s Ca @、4 F
84.1l−VI na、1sv11.s A l
O,17M nv O+zにおいてM n @ vに対
する飽和磁化(4πMs)の関係を示すグラフ、 第7図はG d +、h Yo、m Ca o、h F
e a、+s−wI no、5sVs、s A l
o、+tM nv 01!においてMnn量定対する誘
電損失(tanδ)の関係を示すグラフである。 特許出願人 富士電気化学株式会社 代 理 人 茂 見 穣第1図 第3図 度 (0C) 第2図 第41!!!! n1iY 度(6C) 手続補正書 補正の内容 I;為 昭和63年11月28白2.A (1) 明細書第9頁の第1表を次の通り補正いたし
ます。
a、rsI n11.2sv11.ff A l o、
+qM ne、oso+zの基本組成においてG d
Ixを変化させたときの飽和磁化(4πMs)の温度特
性を示すグラフ、第2図はG d +、b Yo、s
Ca 6.6 F 64.5−yI ny Vo、3A
lO,17M no、oxo+tにおいて[n l
yに対するキュリー温度Tcの関係を示すグラフ、 第3図はG d 、、、 Y、8.、、Ca 、、F
e a、as−zI no、ssVg A Io、+y
Mno、osO+gにおいて■量2に対する飽和磁化(
4πMs)の関係を示すグラフ、 第4図はG d +、b Yo、* Ca o、b F
e a、+qI n o、ssV o、s A I
6.1?M n 11.1130 +zの組成における
飽和磁化(4πMg )の温度特性を示すグラフ、 第5図はG d +、b Yo、* Ca o、b F
e a、st−mI no、、sVe、s A lu
M na、oso+xにおいてAI量Uに対する飽和
磁化(4πMs)の関係を示すグラフ、 第6図はG d +、b Yo、s Ca @、4 F
84.1l−VI na、1sv11.s A l
O,17M nv O+zにおいてM n @ vに対
する飽和磁化(4πMs)の関係を示すグラフ、 第7図はG d +、h Yo、m Ca o、h F
e a、+s−wI no、5sVs、s A l
o、+tM nv 01!においてMnn量定対する誘
電損失(tanδ)の関係を示すグラフである。 特許出願人 富士電気化学株式会社 代 理 人 茂 見 穣第1図 第3図 度 (0C) 第2図 第41!!!! n1iY 度(6C) 手続補正書 補正の内容 I;為 昭和63年11月28白2.A (1) 明細書第9頁の第1表を次の通り補正いたし
ます。
Claims (1)
- 1.Gd_xY_3_−_x_−_2_zCa_2_z
Fe_5_u_−_v_−_y_−_zV_zAl_u
Mn_vO_1_2なる組成式で表され、且つ1.0≦
x≦3.00 0<y≦0.5 0<z≦0.5 0<u≦1.0 0<v≦0.1 を満たす組成からなるマイクロ波用フェリ磁性ガーネッ
ト材料。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63266847A JPH02113503A (ja) | 1988-10-22 | 1988-10-22 | マイクロ波用フェリ磁性ガーネット材料 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63266847A JPH02113503A (ja) | 1988-10-22 | 1988-10-22 | マイクロ波用フェリ磁性ガーネット材料 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02113503A true JPH02113503A (ja) | 1990-04-25 |
JPH0474842B2 JPH0474842B2 (ja) | 1992-11-27 |
Family
ID=17436489
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63266847A Granted JPH02113503A (ja) | 1988-10-22 | 1988-10-22 | マイクロ波用フェリ磁性ガーネット材料 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02113503A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7286025B2 (en) | 2004-07-06 | 2007-10-23 | Tdk Corporation | Circulator element |
-
1988
- 1988-10-22 JP JP63266847A patent/JPH02113503A/ja active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7286025B2 (en) | 2004-07-06 | 2007-10-23 | Tdk Corporation | Circulator element |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0474842B2 (ja) | 1992-11-27 |
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