JPH06208923A - 磁性多層膜 - Google Patents
磁性多層膜Info
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- JPH06208923A JPH06208923A JP1926793A JP1926793A JPH06208923A JP H06208923 A JPH06208923 A JP H06208923A JP 1926793 A JP1926793 A JP 1926793A JP 1926793 A JP1926793 A JP 1926793A JP H06208923 A JPH06208923 A JP H06208923A
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- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
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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
- H01F10/32—Spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices
- H01F10/324—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer
- H01F10/3254—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer the spacer being semiconducting or insulating, e.g. for spin tunnel junction [STJ]
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ノイズフィルタ用磁性材料において、インピ
ーダンスおよび抵抗が低い点を解決し、高インピーダン
ス，高抵抗を示す磁性多層膜を提供すること。 【構成】 基板３上にシート状磁性体１とシート状非磁
性絶縁体２とを交互に積層した磁性多層膜において、磁
性体１の厚さは、表皮深さの１０分の１〜１０倍の厚さ
であり、かつ非磁性絶縁体の厚さは、磁性体１間の電気
的絶縁を保ち得る厚さ以上である磁性多層膜。
ーダンスおよび抵抗が低い点を解決し、高インピーダン
ス，高抵抗を示す磁性多層膜を提供すること。 【構成】 基板３上にシート状磁性体１とシート状非磁
性絶縁体２とを交互に積層した磁性多層膜において、磁
性体１の厚さは、表皮深さの１０分の１〜１０倍の厚さ
であり、かつ非磁性絶縁体の厚さは、磁性体１間の電気
的絶縁を保ち得る厚さ以上である磁性多層膜。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はノイズフィルタ用磁性材
料に関する。
料に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁性材料の比透磁率μｒ（ｆ）はμｒ′
（ｆ）−ｊ・μｒ″（ｆ）で表され、μｒ′は実効的な
比透磁率，μｒ″は損失に対応する。ここでｊ＝（−
１）1/2，ｆは周波数である。磁性材料を用いたノイズ
フィルタは磁性材料の損失によるノイズ抑制効果を利用
したものである。ノイズフィルタとしては、インピーダ
ンスおよび抵抗が大きいことが要求されるため、ノイズ
フィルタ用磁性材料としては、｜μｒ｜およびμｒ″が
大きいことが必要となる。電磁環境問題では、特にテレ
ビの放送周波数にあたる３０〜３００ＭＨｚのノイズが
問題視されており、この周波数帯で優れたノイズ抑制効
果を持つフィルタの実現が望まれている。従来材料であ
るＭｎ−Ｚｎフェライト｛μｒ′（０）＝１５００｝に
おける比透磁率の周波数特性、およびインピーダンスの
周波数特性を図８，図９に示す（上遠野準之助：「電磁
環境工学情報」ｐ．１５２、Ｈ４．６．３０発行、号
外、ミマツデータシステム）。図８においては横軸に周
波数、縦軸に比透磁率をとっており、図９においては横
軸に周波数、縦軸にインピーダンスをとってある。｜Ｚ
｜はインピーダンス、Ｒは抵抗、ＸL はリアクタンスで
あり、材料特性値（Ω／ｍ）で表示した。従来材料で
は、μｒ′（０）が小さく、また周波数の上昇に伴いμ
ｒ′，μｒ″が減少するため、｜Ｚ｜，Ｒはさほど高い
値にはならない。そのため、十分なノイズ抑制効果を得
るには、磁性材料の体積を大きくする必要があり、部品
サイズが大型化するという問題がある。
（ｆ）−ｊ・μｒ″（ｆ）で表され、μｒ′は実効的な
比透磁率，μｒ″は損失に対応する。ここでｊ＝（−
１）1/2，ｆは周波数である。磁性材料を用いたノイズ
フィルタは磁性材料の損失によるノイズ抑制効果を利用
したものである。ノイズフィルタとしては、インピーダ
ンスおよび抵抗が大きいことが要求されるため、ノイズ
フィルタ用磁性材料としては、｜μｒ｜およびμｒ″が
大きいことが必要となる。電磁環境問題では、特にテレ
ビの放送周波数にあたる３０〜３００ＭＨｚのノイズが
問題視されており、この周波数帯で優れたノイズ抑制効
果を持つフィルタの実現が望まれている。従来材料であ
るＭｎ−Ｚｎフェライト｛μｒ′（０）＝１５００｝に
おける比透磁率の周波数特性、およびインピーダンスの
周波数特性を図８，図９に示す（上遠野準之助：「電磁
環境工学情報」ｐ．１５２、Ｈ４．６．３０発行、号
外、ミマツデータシステム）。図８においては横軸に周
波数、縦軸に比透磁率をとっており、図９においては横
軸に周波数、縦軸にインピーダンスをとってある。｜Ｚ
｜はインピーダンス、Ｒは抵抗、ＸL はリアクタンスで
あり、材料特性値（Ω／ｍ）で表示した。従来材料で
は、μｒ′（０）が小さく、また周波数の上昇に伴いμ
ｒ′，μｒ″が減少するため、｜Ｚ｜，Ｒはさほど高い
値にはならない。そのため、十分なノイズ抑制効果を得
るには、磁性材料の体積を大きくする必要があり、部品
サイズが大型化するという問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の欠点を
改善するために提案されたもので、その目的は、従来の
ノイズフィルタ用磁性材料においてインピーダンスおよ
び抵抗が低い点を解決した、高インピーダンス，高抵抗
性を示す磁性多層膜を提供することにある。
改善するために提案されたもので、その目的は、従来の
ノイズフィルタ用磁性材料においてインピーダンスおよ
び抵抗が低い点を解決した、高インピーダンス，高抵抗
性を示す磁性多層膜を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は基板上に、シート状磁性体と、同じくシー
ト状非磁性絶縁体とを交互に積層してなる磁性多層膜に
おいて、前記磁性体の厚さが表皮深さの１０分の１から
１０倍の厚さであり、かつ前記非磁性絶縁体の厚さが前
記磁性体間の電気的絶縁を保ち得る厚さ以上であること
を最も主要な特徴とする。ここに表皮深さδは δ＝｛２ρｍ／（２πｆ・μｒ’・μ0 ）｝1/2 （２） ここで、ρｍは磁性体の抵抗率、ｆは周波数、μ0 は真
空の透磁率である。従来の材料とは、材料構成および構
造が異なるものである。
め、本発明は基板上に、シート状磁性体と、同じくシー
ト状非磁性絶縁体とを交互に積層してなる磁性多層膜に
おいて、前記磁性体の厚さが表皮深さの１０分の１から
１０倍の厚さであり、かつ前記非磁性絶縁体の厚さが前
記磁性体間の電気的絶縁を保ち得る厚さ以上であること
を最も主要な特徴とする。ここに表皮深さδは δ＝｛２ρｍ／（２πｆ・μｒ’・μ0 ）｝1/2 （２） ここで、ρｍは磁性体の抵抗率、ｆは周波数、μ0 は真
空の透磁率である。従来の材料とは、材料構成および構
造が異なるものである。
【０００５】
【作用】本発明によれば、磁性体の厚さを表皮深さの１
０分の１から１０倍とすることによって、渦電流損失に
よるノイズ抑制効果を最大限に利用することができる。
０分の１から１０倍とすることによって、渦電流損失に
よるノイズ抑制効果を最大限に利用することができる。
【０００６】
【実施例】次に本発明の実施例について説明する。図１
は本発明の磁性多層膜の実施例を示す図であって、基板
３上に、シート状磁性体１と、同じくシート状非磁性絶
縁体２とが交互に積層した多層膜構造を成している。磁
性体の厚さは表皮深さの１０分の１から１０倍の厚さ
に、一方、非磁性絶縁体の厚さは磁性体間の電気的絶縁
を保ち得る厚さ以上に設定されている。
は本発明の磁性多層膜の実施例を示す図であって、基板
３上に、シート状磁性体１と、同じくシート状非磁性絶
縁体２とが交互に積層した多層膜構造を成している。磁
性体の厚さは表皮深さの１０分の１から１０倍の厚さ
に、一方、非磁性絶縁体の厚さは磁性体間の電気的絶縁
を保ち得る厚さ以上に設定されている。
【０００７】次に具体的実験例を示す。図２に、比透磁
率（μｒ′，μｒ″）のｔｍ／δ依存性を示す。図２に
おいて、横軸にｔｍ／δをとり、縦軸に比透磁率をとっ
てある。磁性体としてはμｒ′（０）＝５０００，抵抗
率（ρｍ）＝１２０μΩｃｍを持つＣｏＺｒ非晶質合金
を使用した。ｔｍは磁性体厚さ、δは表皮深さである。
δはρｍ，真空の透磁率μ0 を用いて、 δ＝〔２ρｍ／｛２πｆμｒ′（０）μ0 ｝〕1/2 （１） で表される。μｒ′，μｒ″はいずれもμｒ′（０）で
規格化してある。μｒ″はｔｍ／δが０．１から１０の
範囲で渦電流損失により大きな値となる。このことか
ら、ｔｍをδの１０分の１から１０倍程度の厚さに設定
することにより、大きなノイズ抑制効果が得られること
がわかる。
率（μｒ′，μｒ″）のｔｍ／δ依存性を示す。図２に
おいて、横軸にｔｍ／δをとり、縦軸に比透磁率をとっ
てある。磁性体としてはμｒ′（０）＝５０００，抵抗
率（ρｍ）＝１２０μΩｃｍを持つＣｏＺｒ非晶質合金
を使用した。ｔｍは磁性体厚さ、δは表皮深さである。
δはρｍ，真空の透磁率μ0 を用いて、 δ＝〔２ρｍ／｛２πｆμｒ′（０）μ0 ｝〕1/2 （１） で表される。μｒ′，μｒ″はいずれもμｒ′（０）で
規格化してある。μｒ″はｔｍ／δが０．１から１０の
範囲で渦電流損失により大きな値となる。このことか
ら、ｔｍをδの１０分の１から１０倍程度の厚さに設定
することにより、大きなノイズ抑制効果が得られること
がわかる。
【０００８】非磁性絶縁体の厚さが薄い場合、絶縁破壊
などによって磁性体層間に電流が流れ、磁性体層厚は上
記の設定値より見かけ上厚くなり、十分なノイズ抑制効
果を得ることができなくなる。そのため、非磁性絶縁体
の厚さは磁性体間の電気的絶縁を保ち得る厚さ以上に設
定する必要がある。非磁性絶縁体としてＳｉＯ2 を使用
した場合の実験結果を以下に示す。図３は比透磁率の周
波数特性を示したものであり、磁性体としては５０ｎｍ
厚のＮｉＦｅ合金を使用した。この周波数範囲において
表皮深さδは０．１６〜１．６μｍであり、ＮｉＦｅ層
厚に比べ十分厚い。従って、ＳｉＯ2 層がＮｉＦｅ層間
の電気的絶縁を保っていれば、ＮｉＦｅの強磁性共鳴周
波数６５０ＭＨｚ付近まで、μｒ′は一定、μｒ″は低
い値となるはずである。ＳｉＯ2 層厚５ｎｍでは、３０
ＭＨｚ付近からμｒ′の低下、μｒ″の急増が生じ、電
気的絶縁が不完全となっていることがわかる。一方、Ｓ
ｉＯ2 層厚５０ｎｍでは、強磁性共鳴周波数６５０ＭＨ
ｚ付近までμｒ′は一定、μｒ″の増加は抑えられ、電
気的絶縁はほぼ保たれていることがわかる。ＳｉＯ2 層
厚１００ｎｍでは絶縁効果は一層、確実となる。以上、
非磁性絶縁体としてＳｉＯ2 を使用した場合には、層厚
を数十ｎｍ以上とすることにより、磁性体間の電気的絶
縁をほぼ完全に保ち得ることがわかる。
などによって磁性体層間に電流が流れ、磁性体層厚は上
記の設定値より見かけ上厚くなり、十分なノイズ抑制効
果を得ることができなくなる。そのため、非磁性絶縁体
の厚さは磁性体間の電気的絶縁を保ち得る厚さ以上に設
定する必要がある。非磁性絶縁体としてＳｉＯ2 を使用
した場合の実験結果を以下に示す。図３は比透磁率の周
波数特性を示したものであり、磁性体としては５０ｎｍ
厚のＮｉＦｅ合金を使用した。この周波数範囲において
表皮深さδは０．１６〜１．６μｍであり、ＮｉＦｅ層
厚に比べ十分厚い。従って、ＳｉＯ2 層がＮｉＦｅ層間
の電気的絶縁を保っていれば、ＮｉＦｅの強磁性共鳴周
波数６５０ＭＨｚ付近まで、μｒ′は一定、μｒ″は低
い値となるはずである。ＳｉＯ2 層厚５ｎｍでは、３０
ＭＨｚ付近からμｒ′の低下、μｒ″の急増が生じ、電
気的絶縁が不完全となっていることがわかる。一方、Ｓ
ｉＯ2 層厚５０ｎｍでは、強磁性共鳴周波数６５０ＭＨ
ｚ付近までμｒ′は一定、μｒ″の増加は抑えられ、電
気的絶縁はほぼ保たれていることがわかる。ＳｉＯ2 層
厚１００ｎｍでは絶縁効果は一層、確実となる。以上、
非磁性絶縁体としてＳｉＯ2 を使用した場合には、層厚
を数十ｎｍ以上とすることにより、磁性体間の電気的絶
縁をほぼ完全に保ち得ることがわかる。
【０００９】次に磁性体としてμｒ′（０）＝５００
０，ρｍ＝１２０μΩｃｍを持つＣｏＺｒＮｂ非晶質合
金を、非磁性絶縁体としてＳｉＯ2 を使用した磁性多層
膜における実験結果を示す。表皮深さδは３０〜３００
ＭＨｚで０．４〜１．４μｍである。ＳｉＯ2 層厚とし
ては、磁性体間の電気的絶縁を保ち得る厚さ０．１μｍ
に設定した。ＣｏＺｒＮｂ層厚ｔｍとして、δ／１０≦
ｔｍ≦１０δを満たす２μｍに設定した場合の比透磁率
の周波数特性、およびインピーダンスの周波数特性を図
４，図５に示す。図４においては横軸に周波数、縦軸に
比透磁率をとり、図５においては横軸に周波数、縦軸に
インピーダンスをとってある。図８，図９の従来材料に
おける値と比較すると、μｒ′（０）の値が大きく、ま
た周波数の上昇に伴うμｒ′，μｒ″の減少も緩やかで
ある。そのため、３０〜３００ＭＨｚで｜μｒ｜，μ
ｒ″が大きな値をとり、｜Ｚ｜，Ｒも大きな値となる。
この例では、従来材料に比較し、一桁程度大きな｜Ｚ｜
の値が得られている。ｔｍをδ／１０≦ｔｍ≦１０δの
範囲外である０．０４μｍ，１４μｍとして場合のイン
ピーダンスの周波数特性を各々図６，図７に示す。図６
および図７は、いずれも横軸に周波数、縦軸にインピー
ダンスをとってある。ｔｍ＝０．０４μｍでは｜Ｚ｜は
大きいがＲが小さく、一方、ｔｍ＝１４μｍでは｜Ｚ
｜，Ｒとも小さな値となって、ともに十分なノイズ抑制
効果が期待できない。
０，ρｍ＝１２０μΩｃｍを持つＣｏＺｒＮｂ非晶質合
金を、非磁性絶縁体としてＳｉＯ2 を使用した磁性多層
膜における実験結果を示す。表皮深さδは３０〜３００
ＭＨｚで０．４〜１．４μｍである。ＳｉＯ2 層厚とし
ては、磁性体間の電気的絶縁を保ち得る厚さ０．１μｍ
に設定した。ＣｏＺｒＮｂ層厚ｔｍとして、δ／１０≦
ｔｍ≦１０δを満たす２μｍに設定した場合の比透磁率
の周波数特性、およびインピーダンスの周波数特性を図
４，図５に示す。図４においては横軸に周波数、縦軸に
比透磁率をとり、図５においては横軸に周波数、縦軸に
インピーダンスをとってある。図８，図９の従来材料に
おける値と比較すると、μｒ′（０）の値が大きく、ま
た周波数の上昇に伴うμｒ′，μｒ″の減少も緩やかで
ある。そのため、３０〜３００ＭＨｚで｜μｒ｜，μ
ｒ″が大きな値をとり、｜Ｚ｜，Ｒも大きな値となる。
この例では、従来材料に比較し、一桁程度大きな｜Ｚ｜
の値が得られている。ｔｍをδ／１０≦ｔｍ≦１０δの
範囲外である０．０４μｍ，１４μｍとして場合のイン
ピーダンスの周波数特性を各々図６，図７に示す。図６
および図７は、いずれも横軸に周波数、縦軸にインピー
ダンスをとってある。ｔｍ＝０．０４μｍでは｜Ｚ｜は
大きいがＲが小さく、一方、ｔｍ＝１４μｍでは｜Ｚ
｜，Ｒとも小さな値となって、ともに十分なノイズ抑制
効果が期待できない。
【００１０】なお、磁性体としては、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ
をベースとした合金系磁性体を、一方、非磁性絶縁体と
しては、ＳｉＯ2 ，ＡｌＮ，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＢＮ，Ｔｉ
Ｎ，ＳｉＣを各々使用しても上記と同様の効果を得るこ
とができる。以上、本発明による磁性多層膜では、従来
材料に比べ、高インピーダンス，高抵抗性を示すという
改善があった。
をベースとした合金系磁性体を、一方、非磁性絶縁体と
しては、ＳｉＯ2 ，ＡｌＮ，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＢＮ，Ｔｉ
Ｎ，ＳｉＣを各々使用しても上記と同様の効果を得るこ
とができる。以上、本発明による磁性多層膜では、従来
材料に比べ、高インピーダンス，高抵抗性を示すという
改善があった。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による磁性
多層膜は、電磁環境問題において問題視されている数十
ＭＨｚから数百ＭＨｚの周波数帯域において、インピー
ダンスおよび抵抗が高く、ノイズ抑制効果に優れるとい
う利点がある。従って、本磁性多層膜は、ノイズフィル
タ用磁性材料として有用である。
多層膜は、電磁環境問題において問題視されている数十
ＭＨｚから数百ＭＨｚの周波数帯域において、インピー
ダンスおよび抵抗が高く、ノイズ抑制効果に優れるとい
う利点がある。従って、本磁性多層膜は、ノイズフィル
タ用磁性材料として有用である。
【図１】本発明の実施例を示す図である。
【図２】ＣｏＺｒＮｂにおける比透磁率の磁性体層厚依
存性を示す図である。
存性を示す図である。
【図３】ＳｉＯ2 厚を変化させた場合の比透磁率の周波
数特性を示す図である。
数特性を示す図である。
【図４】ＣｏＺｒＮｂ／ＳｉＯ2 （２μｍ／０．１μ
ｍ）多層膜における比透磁率の周波数特性を示す図であ
る。
ｍ）多層膜における比透磁率の周波数特性を示す図であ
る。
【図５】ＣｏＺｒＮｂ／ＳｉＯ2 （２μｍ／０．１μ
ｍ）多層膜におけるインピーダンスの周波数特性を示す
図である。
ｍ）多層膜におけるインピーダンスの周波数特性を示す
図である。
【図６】ＣｏＺｒＮｂ／ＳｉＯ2 （０．０４μｍ／０．
１μｍ）多層膜におけるインピーダンスの周波数特性を
示す図である。
１μｍ）多層膜におけるインピーダンスの周波数特性を
示す図である。
【図７】ＣｏＺｒＮｂ／ＳｉＯ2 （１４μｍ／０．１μ
ｍ）多層膜におけるインピーダンスの周波数特性を示す
図である。
ｍ）多層膜におけるインピーダンスの周波数特性を示す
図である。
【図８】従来材料（Ｍｎ−Ｚｎフェライト）における比
透磁率の周波数特性を示す図である。
透磁率の周波数特性を示す図である。
【図９】従来材料（Ｍｎ−Ｚｎフェライト）におけるイ
ンピーダンスの周波数特性を示す図である。
ンピーダンスの周波数特性を示す図である。
１ 磁性体 ２ 非磁性絶縁体 ３ 基板
Claims (1)
- 【請求項１】 基板上に、シート状磁性体と、同じくシ
ート状非磁性絶縁体とを交互に積層してなる磁性多層膜
において、前記磁性体の厚さが表皮深さの１０分の１か
ら１０倍の厚さであり、かつ前記非磁性絶縁体の厚さが
前記磁性体間の電気的絶縁を保ち得る厚さ以上であるこ
とを特徴とする磁性多層膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5019267A JP2668014B2 (ja) | 1993-01-11 | 1993-01-11 | 磁性多層膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5019267A JP2668014B2 (ja) | 1993-01-11 | 1993-01-11 | 磁性多層膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06208923A true JPH06208923A (ja) | 1994-07-26 |
| JP2668014B2 JP2668014B2 (ja) | 1997-10-27 |
Family
ID=11994673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5019267A Expired - Lifetime JP2668014B2 (ja) | 1993-01-11 | 1993-01-11 | 磁性多層膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2668014B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5248092A (en) * | 1975-10-15 | 1977-04-16 | Hitachi Ltd | Method of wire connection between a flat cable and a connector |
| JPS6187477U (ja) * | 1984-11-13 | 1986-06-07 |
-
1993
- 1993-01-11 JP JP5019267A patent/JP2668014B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5248092A (en) * | 1975-10-15 | 1977-04-16 | Hitachi Ltd | Method of wire connection between a flat cable and a connector |
| JPS6187477U (ja) * | 1984-11-13 | 1986-06-07 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2668014B2 (ja) | 1997-10-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 11 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080704 |
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