磁光材料及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种能够实现增大法拉第旋转角等磁光特性的调节幅度的磁光材料及其制造方法。将基板(20)的温度控制成包含于300～800[℃]的范围内的第一温度，并且将该基板(20)的氛围压力控制成1.0

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】磁光材料及其制造方法


[0001]本专利技术涉及磁光材料及其制造方法。

技术介绍

[0002]为了实现增大具有磁光效应的层的法拉第旋转角，提出有通过透明磁性层与电介质的组合来构成该层的方案(参照专利文献1)。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2002
‑
277842

技术实现思路

[0006]专利技术要解决的课题
[0007]通常，角速度ω的电磁波(光)透过厚度d的试样时的法拉第旋转角θ
F
使用该试样的介电常数张量的对角成分ε
xx
和非对角成分εxy并由关系式(01)表示。“c”为光速。
[0008]θ
F
＝(ωd/2c)ε
xy
/(ε
xx
)
1/2
…
(01)。
[0009]根据现有技术，通过减小试样的介电常数张量的对角成分ε
xx
来实现增大法拉第旋转角θ
F
，但是由于未曾考虑试样的介电常数张量的非对角成分ε
xy
，因此，法拉第旋转角θ
F
的增大存在限制。
[0010]因此，本专利技术的目的在于提供一种能够实现增大法拉第旋转角等磁光特性的调节幅度的磁光材料及其制造方法。
[0011]用于解决课题的手段
[0012]本专利技术的磁光材料具有纳米颗粒结构，该纳米颗粒结构由基质和分散于所述基质的磁性金属颗粒构成，所述基质由在红外波长区域示出ENZ(Epsilon Near Zero)特性的透明电极材料构成。
[0013]本专利技术的磁光材料的制造方法包括：第一工序，将基板的温度控制成包含于300～800[℃]的范围内的第一温度，并且将该基板的氛围压力控制成1.0
×
10
‑4[Pa]以下；以及，第二工序，使用构成在红外波长区域示出ENZ特性的TCO(Transparent Conductive Oxide)材料(透明导电性材料)的基础的元素和化合物中的至少一方与磁性金属的复合靶材、或者独立的多个靶材，将所述基板的温度控制成包含于300～800[℃]的范围内的第二温度，并且在将该基板的氛围压力控制成0.1～10[Pa]的范围的同时在该基板上成膜所述磁光材料。
[0014]专利技术的效果
[0015]根据本专利技术的磁光材料，在基质中分散有纳米微粒的纳米颗粒结构中，通过将介电常数在特定的波长区域中非常接近于零的ENZ材料用作基质，实现增大用于减小介电常数张量的对角成分ε
xx
的调节幅度，通过在纳米微粒中使用强磁性金属来实现增大用于调节介电常数张量的非对角成分εxy的调节幅度，从而实现法拉第旋转角θ
F
等磁光特性的调节
幅度的进一步增大。除了实现了增加用于减小介电常数张量的对角分量ε
xx
的调节幅度之外，还通过增大用于增大介电常数张量的非对角分量εxy的调节幅度，来实现进一步增大法拉第旋转角θ
F
等磁光特性的调节幅度(参照关系式(01))。
[0016]附图的简单说明
[0017]图1是本专利技术的磁光材料的结构的示意性说明图。
[0018]图2是本专利技术的磁光材料的制造方法的示意性说明图。
[0019]图3是关于实施例和比较例的XRD光谱的说明图。
[0020]图4是关于实施例和比较例的电阻率的说明图。
[0021]图5是关于实施例和比较例的法拉第旋转角的波长依赖性的说明图。
[0022]图6是关于实施例和比较例的磁化曲线的说明图。
[0023]图7是关于实施例的介电常数的波长依赖性的说明图。
[0024]图8是关于实施例和比较例的透光率的说明图。
[0025]图9是关于实施例和比较例的光反射率的说明图。
具体实施方式
[0026](第一实施方式)
[0027]在作为本专利技术的第一实施方式的磁光材料10中，基质11为I n2O3系化合物，磁性金属颗粒12是选自Fe、Co及Ni中的至少1种金属或其合金的颗粒。如示意性地示于图1中，磁光材料10具有纳米颗粒结构，该纳米颗粒结构由基质11和磁性金属颗粒12构成，基质11由在红外波长区域示出ENZ特性的TCO材料构成；磁性金属颗粒12分散于基质11中。磁性金属颗粒12的粒径例如包含于2～20nm的范围内。在其他实施方式的磁光材料10中也具有同样结构。
[0028]磁光材料10使用作为M成分的Sn，通过组成式Fe
a
Co
b
N i
c
I n
x
O
y
M
z
表示，组成比a、b、c、x、y、z按原子比率计为0≤a≤0.35、0≤b≤0.35、0≤c≤0.35、0.05≤a+b+c≤0.50、0.20≤x≤0.40、0.40≤y≤0.60、0.01≤z≤0.20、0.50≤x+y+z≤0.95、且a+b+c+x+y+z＝1。也可以采用选自Ge、Mo、F、Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、W和Te中的1种以上的元素作为M成分。
[0029](第二实施方式)
[0030]在作为本专利技术的第二实施方式的磁光材料10中，基质11为ZnO系材料，磁性金属颗粒12是选自Fe、Co及Ni中的至少1种金属或其合金的颗粒。磁光材料10使用选自Al和Ga的M成分，通过组成式Fe
a
Co
b
Ni
c
Zn
x
O
y
M
z
表示，组成比a、b、c、x、y、z按原子比率计为0≤a≤0.35、0≤b≤0.35、0≤c≤0.35、0.05≤a+b+c≤0.50、0.20≤x≤0.50、0.20≤y≤0.50、0.01≤z≤0.10、0.50≤x+y+z≤0.95、且a+b+c+x+y+z＝1。也可以采用选自B、I n、Y、Sc、F、V、Si、Ge、T i、Zr和Hf中的1种以上的元素作为M成分。
[0031](第三实施方式)
[0032]在作为本专利技术的第三实施方式的磁光材料10中，基质11为CdO系材料，磁性金属颗粒12是选自Fe、Co及N i中的至少1种金属或其合金的颗粒。磁光材料10使用选自I n和Dy的M成分，通过组成式Fe
a
Co
b
N i
c
Cd
x
O
y
M
z
表示，组成比a、b、c、x、y、z按原子比率计为0≤a≤0.35、0≤b≤0.35、0≤c≤0.35、0.05≤a+b+c≤0.50、0.20≤x≤0.50、0.20≤y≤0.50、0.02≤z≤0.10、0.50≤x+y+z≤0.95、且a+b+c+x+y+z＝1。也可采用Sn作为M成分。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种磁光材料，其特征在于，具有纳米颗粒结构，该纳米颗粒结构由基质和分散于所述基质的磁性金属颗粒构成，所述基质由在红外波长区域示出ENZ特性的TCO材料构成。2.根据权利要求1所述的磁光材料，其特征在于，所述基质为In2O3系化合物，所述磁性金属颗粒为选自Fe、Co及Ni中的至少1种金属或其合金的颗粒，使用Sn作为M成分，通过组成式Fe
a
Co
b
Ni
c
In
x
O
y
Sn
z
表示，其中，0≤a≤0.35、0≤b≤0.35、0≤c≤0.35、0.05≤a+b+c≤0.50、0.20≤x≤0.40、0.40≤y≤0.60、0.01≤z≤0.20、0.50≤x+y+z≤0.95、且a+b+c+x+y+z＝1。3.根据权利要求1所述的磁光材料，其特征在于，所述基质为ZnO系材料，所述磁性金属颗粒为选自Fe、Co及Ni中的至少1种金属或其合金的颗粒，使用选自Al及Ga的M成分，通过组成式Fe
a
Co
b
Ni
c
Zn
x
O
y
M
z
表示，其中，组成比a、b、c、x、y、z按原子比率计为0≤a≤0.35、0≤b≤0.35、0≤c≤0.35、0.05≤a+b+c≤0.50、0.20≤x≤0.50、0.20≤y≤0.50、0.01≤z≤0.10、0.50≤x+y+z≤0.95、且a+b+c+x+y+z＝1。4.根据权利要求1所述的磁光材料，其特征在于，所述基质为CdO系材料，所述磁性金属颗粒为选自Fe、Co及Ni中的至少1种金属或其合金的颗粒，使用选自In及Dy的M成分，通过组成式Fe
a
Co
b
Ni
c
Cd
x
O
y
M
z
表示，其中，组成比a、b、c、x、y、z按原子比率计为0≤a≤0.35、0≤b≤0.35、0≤c≤0.35、0.05≤a+b+c≤0.50、0.20≤x≤0.50、0.20≤y≤0.50、0.02≤z≤0.10、0.50≤x+y+z≤0.95、且a+b+c+x+y+z＝1。5.根据权利要求1所述的磁光材料，其特征在于，所述基质为SnO2系材料，所述磁性金属颗粒为选自Fe、Co及Ni中的至少1种金属或其合金的颗粒，使用选自F及Nb的M成分，通过组成式Fe
a
Co
b
Ni
c

【专利技术属性】
技术研发人员：岩本敏，太田泰友，池田贤司，小林伸圣，
申请(专利权)人：公益财团法人电磁材料研究所，
类型：发明
国别省市：