JPS6269603A - 透光性磁性体 - Google Patents

透光性磁性体

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JPS6269603A
JPS6269603A JP60210427A JP21042785A JPS6269603A JP S6269603 A JPS6269603 A JP S6269603A JP 60210427 A JP60210427 A JP 60210427A JP 21042785 A JP21042785 A JP 21042785A JP S6269603 A JPS6269603 A JP S6269603A
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JP
Japan
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metal particles
magnetic material
ultrafine
ferromagnetic
magneto
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JP60210427A
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English (en)
Inventor
Masashi Sahashi
政司 佐橋
Shuichi Komatsu
小松 周一
Shin Fukushima
福島 伸
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、透光性磁性体に関し、特にフォトンエネルギ
が0.6/6.OeVの光学領域における磁気光学効果
の優れた透光性磁性体に係わる。
〔発明の技術的背狽とその問題点〕
希土類鉄ガーネットに代表される可視光から赤外の波長
領域の光透過特性に優れたIn性体は、レーザ技術を中
心とした光通信システム、レーザメモリディスク等の光
情報処理機器の構成上、必要不可欠になってきている。
例えば、光アイソレータ、光サーキュレータ、光スィッ
チ、光導波路、光メモリ等がその用途として挙げられる
。この場合、磁性体に要求されるのは、光透過性及び磁
気光学効果の大きいことである。
前述した希土類鉄ガーネツ1〜は、単結晶においてのみ
優れた透過特性を有するため、製造上の制限があったり
、またその透過特性は1μm以下程度の単波長領域にお
いて著しく低下してしまい応用分野が限られるという問
題があった。更に、鉄等の強磁性遷移金属又はその合金
は優れた磁気光学特性を有することが知られているが、
既に知られているように透過特性が極めて低く、400
人の超薄膜として用いることにより磁気光学効果を測定
しているのが現状であり、実用性に極めて乏しい。かか
る超薄膜ではやはり使用上、大きな制限がなされてしま
う。
〔発明の目的〕
本発明は、磁気光学特性に優れ、かつ光透過特性にも優
れた透光性磁性体を提供しようとするものである。
〔発明の概要〕
本発明者らは、磁気光学特性の優れた鉄等の強磁性遷移
金属またはそれらの合金を用いて光透過性の優れた磁性
体を開発すべく鋭意研究を重ねた結果、特定のフォトン
エネルギの光に対して50%以上の光透過率を有する保
持体に鉄等の強磁性を有する金属超微粒子を分散保持さ
せることによって、鉄等の持つ優れた磁気光学特性を損
うことなく優れた透過特性を有する透光性磁性体を見出
した。
即ち、本発明は磁気光学的特性を有する粒径50〜50
0大のの金属超微粒子と、この金属超微粒子が分散され
、使用する光に対して透光性を有する無機化合物絶縁体
もしくは有機化合物絶縁体からなる保持体とを具備した
ことを特徴とするものである。
上記金属超微粒子は、透光性磁性体が光通信、レーザメ
モリ等の光情報システムに使用されることから、一般に
7オトンエネルギが0.6〜6.0eVの光に対して磁
気光学特性を有することが必要である。かかる金属超微
粒子は、金属超微粒子の単体と、金属超微粒子の集合体
とを含むものである。金属超微粒子の特性は、実用性を
考慮してキューり点がv温以上であり、かつ飽和磁気モ
ーメントが大きいものが好ましい。具体的には、Fe5
(:、o、N i等の強磁性遷移金属もしくはそれらの
合金、Cuを含むAtJ、AQ、Pt。
Rh等の貴金属とOr、Mn等の反強磁性金属どA℃、
3n、3b、Qe等の半金属とからなる化合物強磁性体
、Yを含むLa−Ybまでの希土類金属を含有する強磁
性化合物もしくはその合金が好ましく、その結晶形態は
結晶質もしくは非晶質の状態である。
上記金属超微粒子の粒径を上記範囲に限定した理由は、
その粒径を50人未満にすると、熱撹乱により強磁性交
換相互作用が弱められて強磁性結合が維持できなくなる
ため、磁気異方性の熱撹乱により超常磁性的振舞いが支
配的となり、磁気光学特性が低下する。一方、その粒径
が500人を越えると、透過特性が著しく低下してしま
う。更にフォトンエネルギが0.6〜6.OeVの光に
対して光学的一様性が維持できなくなる。
上記保持体において、透光性磁性体の磁気光学効果及び
光透過率が誘電率テンソルで決定されるため、その誘電
率の選択は重要な意味を有する。
こうした保持体の7オトンエネルギが0.6〜6、Oe
V範囲の光学領域における誘電率は1.1〜6.0にす
ることが望ましい。この理由は、その誘電率を1.1未
満にすると、金属超微粒子(通常の誘電率は複素数で表
わされる)との誘電率差が大きくなり、散乱吸収のため
光透過率が低下すると共に、磁気光学効果が低下する恐
れがあり1、かといってその誘電率が6.0を越えると
、保持体の透光性が劣化し、透過率が低下する恐れがあ
るからである。また、保持体は前記フォトンエネルギの
光に対して透過特性を有することが必要であり、具体的 には、0.2〜2μmの特定波長に対して50%以上の
透過率を有することが要求される。かかる保持体として
は、例えばポリスチレン、ポリエチレン、ポリメチルメ
タクリレート、ABS樹脂、As樹脂、セルロース系樹
脂、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、
PVC,酢酸ビニル−塩化ビニル共重合体、ポリビニル
ブチラール、PPO樹脂、ポリサルファン等の熱可塑性
樹脂、不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリブタジ
ェン、ポリイミド等の熱硬化性樹脂、又はアクリル酸、
メタン、アセトアルデヒド、メタノール、アセトン、ア
クリロニトリル等積々の官能基を有する原料ガスを適宜
配合して得たプラズマ重金膜等の有機化合物絶縁体、A
QC,Q、AE203 、CaF2、L i F、fV
lo、C8I。
NaC1,zno、zns、Zn5e、S i 02、
CdS等の無機化合物絶縁体を挙げることができる。
」−記金属超微粒子の保持体中に占める体積含有率は、
1〜40%の範囲することが好ましい。この理由は、金
属超微粒子を1体積%未渦にすると、磁気光学効果を充
分に発現し難くなり、かといって金属超微粒子が40体
積%を越えると、透過率特性が低下する恐れがある。
上述の構成からなる本発明の透光性磁性体は、金属超微
粒子自体のもつ磁気光学効果を基本としているため、実
用上、超微粒子磁性体のフォトンエネルギが0.6〜6
.0の光(0,2〜2μmの特定波長の光)に対づ′る
ファラデー回転係数が1 X 103deQ /cmL
J上であることが好ましい。
このような透光性磁性体は、例えば以下に示す方法によ
り製造することができる。
有機溶媒中に樹脂成分を溶解した溶液をガラス基板等の
透明基体上に塗布し、その溶液面上に磁性体を蒸着し、
つづいて有機溶媒を乾燥除去するか、もしくは石英バッ
ト等の容器中に芳香族化合物を満たし、液面上に磁性体
を蒸着したあと、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂及びメ
チルエチルケトン、キシレン等の希釈剤を混合して溶液
を調製し、該溶液をガラス基板上にスピンコードして硬
化させ、樹脂中に磁性体の超微粒子を分散させて透光性
磁性体を作製する。この時、磁性体の蒸着源温度、不活
性ガス圧、蒸着時間の条骨を種々変化させることにより
超微粒子の粒径、体積比率等を適宜変更できる。
上記方法以外にも、ガラス基板等の透明基体上に保持体
となる無機物、有機物と磁性体とを交互に蒸着する方法
、ドライプロセスによってプラズマ重合膜を作製する方
法でも製造可能である。
〔発明の効果〕
以上詳述した如く、本発明によれば優れた磁気光学効果
と光透過性を兼備え、しかも簡単な工程で任意の形状に
作製でき、ひいてはファラデー効果、カー効果等を利用
した光アイソレータ、光サーキユレータ、光スィッチ、
光導波路、光メモリなどの光情報システムに有用な透光
性磁性体を提供できる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
実施例1〜3 まず、ガラス基板上にスチロール樹脂を有機溶媒で溶解
した溶液面を形成したあと、この溶液面上にFeを蒸着
し、更に有機溶媒を乾燥除去することによりポリスチレ
ン中にl”e超微粒子を分散して透光性磁性体を作製し
た。この時、Fe蒸着源の温度、不活性ガス圧、蒸着時
間の条件を種々変化させることにより下記第1表に示す
Fe超微粒子の粒径、樹脂中の体積%及び膜厚の異なる
3種のFe超微粒子分散膜を形成した。なお、第1表中
に示す体積%は化学分析により、粒径については蒸発粒
子〈クラスタ)をイオン化させ、そのマススペク1〜ル
により質量分析することにより夫々求めた。
しかして、本実施例1〜3のFe超微粒子分散膜につい
て、ファラデー回転角、透過率及びファラデー回転性能
指数を調べた。その結果を下記第2表に示した。特性評
価としてのファラデー回転角については、波長1.15
μmのヘリウム会ネオンレーザ光(直11g光)がFe
超微粒子分散膜の透過後の回転角として求めた。光透過
率については、同一波長光がFe超微粒子分散膜の透過
後の透過率として求めた。なお、第1表中には、Fe超
微粒子の体積含有率又は粒径のいずれかが本発明の範囲
を逸脱するFe超微粒子分散膜を比較例1〜4として併
記し、かつ第2表にはそれら比較例1〜4の特性を併記
した。
第    1     表 第2表 上記第2表から明らかなように、本実施例1〜3の透光
性磁性体は磁気光学特性が Gd2B i Fe30x 2単結晶の性能指数((e
p/1)/γ):6X10’de(lと同等もしくはそ
れを上回る優れた値を示すことがわかる。
実施例4 まず、石英ガラス基板を300℃〜500℃に保持し、
該基板上に真空度〜10−6torrの真空槽でCaF
2とFeを交互に蒸着した。この時。
CaF2とFeの体積比率はFe5%〜10%とした。
CaF2+Fe堆積膜を石英ガラス基板上に真空堆積後
直ちに〜10− ’ torrの真空中で350℃、1
時間保持してCaF2+Fe1l!を形成した。
得られたCaF2+Fe膜を透過電子類m鏡で観察した
結果、50〜500人のFe超微粒子の一様な分散が確
認された。
また、上記工程で得られた厚さ5000人、Fe堆積含
有率5%、Fe超微粒子の大きさ〜650人の堆積膜に
ついて、ファラデー回転角、透過率及びファラデー回転
性能指数を測定したところ、夫々2.1.85%、2.
58xlO’であった。この値は、前記実施例1と同様
にGd2B i Fe50f 2単結晶の性能指数を上
回る優れたものである。
実施例5 本実施例5は、図面に示す製造装置によりドライプロセ
スによって製造された透光性磁性体の例である。
図は、透光性磁性体の製造装置を示す概略図である。図
中の1は放電室、21は第1のガス供給系、22は第2
のガス供給系、3は排気系、4は高周波コイル、5は高
周波電源、6はFe塊状物、7はホロカソードガン、8
は多孔オリフィス、9はシャッタ、10は被処理物(ガ
ラス基板)の保持板を夫々示す。
次に、上述した図面の装置を用いて透光性磁性体を製造
する方法を説明する。
まず、保持板10にガラス基板11を固定した後、シャ
ッタ9を閉じ、ホロカソードガン7に電力を投入し、電
子ビームをFe塊状物6に放射し、第2のガス供給系2
2より1」2ガスを供給して1”e塊状物6表面より微
細なFe塊状体をスパッタリングした。つづいて、放電
室1に第1のガス供給系2工からエチレン−アクリル酸
混合ガスを導入し、高周波電源5を投入して高周波コイ
ル4の周囲にエチレン−アクリル酸及び既に導入したH
2との混合ガスの放電を行ない、同時にFe塊状物6側
のシャッタ9を開き、Fe塊状物6表面から発生する微
細なFe塊状体を第2の供給系22からのH2気流と共
に基板11表面へ導き、基板11上にFe塊状体を分散
したC11」、0を含有するプラズマ重合膜を形成した
。このようにしてFe塊状物を10vo1%含むプラズ
マ重合膜を作製した。なお、前記混合ガスの混合比及び
放電室1内のガス圧力は、基板11上にプラズマ重合膜
の形成が進行する条件に設定した。
しかして、本実施例5の透光性磁性体について、透過率
及びファラデー回転性能指数を測定したところ、夫々8
3.4%、10.2X106であった。この値は、前述
した実施例1と同様にQd2 B 1Fes Ot 2
単結晶の性能指数を上回る優れたものである。
【図面の簡単な説明】
図面は、本実施例5で用いた透光性磁性体の製造装置を
示す概略図である。 1・・・放電室、21.122・・・ガス供給系、5・
・・高周波電源、6・・・Fe塊状物、7・・・ホロカ
ソードガン、9・・・シャッタ、11・・・基板。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)磁気光学的特性を有する粒径50〜500Åの金
    属超微粒子と、この金属超微粒子が分散され、使用する
    光に対して透光性を有する無機化合物絶縁体もしくは有
    機化合物絶縁体からなる保持体とを具備したことを特徴
    とする透光性磁性体。
  2. (2)金属超微粒子の保持体中に占める体積含有率が0
    .01〜40%の範囲であることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項記載の透光性磁性体。
  3. (3)金属超微粒子が強磁性金属またはその合金からな
    ることを特徴とする特許請求の範囲1項記載の透光性磁
    性体。
  4. (4)保持体は、フォトンエネルギが0.6〜6.0e
    Vの光に対して50%以上の透過率を有することを特徴
    とする特許請求の範囲1項記載の透光性磁性体。
JP60210427A 1985-09-24 1985-09-24 透光性磁性体 Pending JPS6269603A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04132029A (ja) * 1990-09-21 1992-05-06 Ube Ind Ltd 光磁気記録媒体の製造方法
JP2017098423A (ja) * 2015-11-25 2017-06-01 公益財団法人電磁材料研究所 透光性磁性体
JP2019165106A (ja) * 2018-03-20 2019-09-26 公益財団法人電磁材料研究所 磁気光学薄膜、磁気光学素子および磁界センサ

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