JP2000348936A - Hard magnetic alloy thin film, magnetic sensor, electric generator and motor - Google Patents

Hard magnetic alloy thin film, magnetic sensor, electric generator and motor

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JP2000348936A
JP2000348936A JP11154337A JP15433799A JP2000348936A JP 2000348936 A JP2000348936 A JP 2000348936A JP 11154337 A JP11154337 A JP 11154337A JP 15433799 A JP15433799 A JP 15433799A JP 2000348936 A JP2000348936 A JP 2000348936A
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thin film
phase
hard magnetic
atomic
alloy thin
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Akinobu Kojima
章伸 小島
Yutaka Yamamoto
豊 山本
Takashi Hatauchi
隆史 畑内
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Alps Alpine Co Ltd
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Alps Electric Co Ltd
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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
    • H01F10/12—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being metals or alloys
    • H01F10/126—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being metals or alloys containing rare earth metals

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to obtain the excellent hard magnetic characteristic and excellent thermal stability of a hard magnetic alloy thin film, by a method wherein the hard magnetic alloy thin film contains Co as its main component, contains one kind of the element or a plurality of the elements out of the elements of P, C, Si and B and Sm, and is constituted of an amorphous phase and a fine crystalline phase of the specified mean crystal grain diameter. SOLUTION: A hard magnetic alloy thin film contains Co as its main component, contains one kind of the element or more than two kinds of the elements out of the elements of P, C, Si and B and Sm, and is constituted of an amorphous phase and a fine crystalline phase of the mean crystal grain diameter of 100 nm or smaller. The thin film contains Co as its main component, contains one kind of the element or more than two kinds of the elements out of the elements of P, C, Si and B, Sm and one kind of the element or more than two kinds of the elements out of the elements of Nb, Zr, Ta, Hf, Mo, W, Ti and V, and is constituted of an amorphous phase and a fine crystalline phase of the mean crystal grain diameter of 100 nm or smaller. Or at least 50 volume percentage or higher of the texture of the thin film contains a fine crystalline phase of the mean crystal grain diameter of 100 nm or smaller and at the same time, the remnant of the texture is constituted of an amorphous phase.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、硬磁気特性に優れ
た硬磁性合金薄膜及びこの硬磁性合金薄膜を備えた磁気
式センサ、発電機、モータに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hard magnetic alloy thin film having excellent hard magnetic characteristics and a magnetic sensor, a generator and a motor provided with the hard magnetic alloy thin film.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、硬磁性合金薄膜としては、Ｓｍ−
Ｃｏ系合金薄膜、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金磁石などが知ら
れているが、磁気異方性を付与して高い硬磁気特性を実
現させるには、薄膜形成の際に、基板上にて結晶配向さ
せつつ成膜する必要がある。2. Description of the Related Art Conventionally, Sm-
Co-based alloy thin films and Nd-Fe-B-based alloy magnets are known, but in order to impart high magnetic anisotropy and achieve high hard magnetic properties, a crystal is formed on a substrate during thin film formation. The film needs to be formed while being oriented.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
硬磁性合金薄膜は、成膜の際に結晶配向の制御を行うこ
とが困難とされ、薄膜の硬磁気特性の安定性に欠くとい
う問題点があった。However, the conventional hard magnetic alloy thin film has a problem in that it is difficult to control the crystal orientation at the time of film formation, and the hard magnetic property of the thin film lacks stability. there were.

【０００４】一方、硬磁性合金薄膜の結晶配向を制御す
る手段として、組織中に非晶質相を含む非晶質膜を成膜
し、その後熱処理を施すことにより非晶質相を結晶化さ
せて結晶磁気異方性の大きい化合物（Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ
等）を析出させる方法がある。この方法により作成され
る硬磁性合金薄膜は、等方性の磁気特性を示し、結晶配
向させた膜（磁気異方性が付与された薄膜）よりも磁気
エネルギーが低いものの、比較的安定した硬磁気特性を
示す。On the other hand, as means for controlling the crystal orientation of the hard magnetic alloy thin film, an amorphous film containing an amorphous phase is formed in the structure, and then the amorphous phase is crystallized by heat treatment. Compound with large crystal magnetic anisotropy (Nd 2 Fe 14 B
Etc.). The hard magnetic alloy thin film formed by this method exhibits isotropic magnetic properties and has lower magnetic energy than a crystal-oriented film (a thin film provided with magnetic anisotropy), but a relatively stable hard magnetic film. Shows magnetic properties.

【０００５】我々は、微細な粒径のハード磁性層とソフ
ト磁性層の複相組織を有するコンポジット材料からなる
粉末を圧密してなる硬磁性材料について、平成１０年９
月１６日付けで特許出願している（特願平１０−２８０
５５７号）。[0005] We described a hard magnetic material obtained by compacting a powder composed of a composite material having a dual phase structure of a hard magnetic layer and a soft magnetic layer having a fine particle size.
Patent application filed on March 16 (Japanese Patent Application No. 10-280)
557).

【０００６】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であって、優れた硬磁気特性を備え、特に最大磁気エネ
ルギー積（（ＢＨ）max）が大きく、熱的安定性にも優
れた硬磁性合金薄膜を提供すると共に、この硬磁性合金
薄膜を備えた磁気式センサ、発電機及びモータを提供す
ることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has excellent hard magnetic characteristics, particularly, a hard magnetic material having a large maximum magnetic energy product ((BH) max ) and excellent thermal stability. It is an object of the present invention to provide a magnetic alloy thin film and to provide a magnetic sensor, a generator, and a motor including the hard magnetic alloy thin film.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は以下の構成を採用した。本発明の硬磁性
合金薄膜は、Ｃｏを主成分とし、Ｐ、Ｃ、Ｓｉ、Ｂのう
ちの１種または２種以上の元素ＱとＳｍとを含み、非晶
質相と平均結晶粒径１００ｎｍ以下の微細な結晶質相と
からなることを特徴とする。In order to achieve the above object, the present invention employs the following constitution. The hard magnetic alloy thin film of the present invention contains Co as a main component, contains one or more elements Q and Sm of P, C, Si, and B, and has an amorphous phase and an average crystal grain size of 100 nm. It is characterized by comprising the following fine crystalline phase.

【０００８】また、本発明の硬磁性合金薄膜は、Ｃｏを
主成分とし、Ｐ、Ｃ、Ｓｉ、Ｂのうちの１種または２種
以上の元素Ｑと、Ｓｍと、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｍ
ｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｖのうちの１種または２種以上の元素Ｍ
とを含み、非晶質相と平均結晶粒径１００ｎｍ以下の微
細な結晶質相とからなることを特徴とする。Further, the hard magnetic alloy thin film of the present invention contains Co as a main component, one or more elements Q of P, C, Si, and B, Sm, Nb, Zr, Ta, Hf, M
one or more elements M of o, W, Ti, V
And an amorphous phase and a fine crystalline phase having an average crystal grain size of 100 nm or less.

【０００９】更に、本発明の硬磁性合金薄膜は、Ｃｏを
主成分とし、Ｐ、Ｃ、Ｓｉ、Ｂのうちの１種または２種
以上の元素Ｑと、Ｓｍと、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｍ
ｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｖのうちの１種または２種以上の元素Ｍ
とＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅｕ、Ｇ
ｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕのうち
の１種または２種以上の元素ＲとＡｌ、Ｇｅ、Ｇａ、Ａ
ｇ、Ｐｔ、Ａｕのうちの１種または２種以上の元素Ｘと
のうちの少なくとも１種以上の元素を含み、非晶質相と
平均結晶粒径１００ｎｍ以下の微細な結晶質相とからな
ることを特徴とする。Further, the hard magnetic alloy thin film of the present invention contains Co as a main component, one or more elements Q of P, C, Si, and B, Sm, Nb, Zr, Ta, Hf, M
one or more elements M of o, W, Ti, V
And Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Eu, G
d, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, one or more elements R and Al, Ge, Ga, A
It contains at least one element of at least one element of at least one element of g, Pt, and Au, and is composed of an amorphous phase and a fine crystalline phase having an average crystal grain size of 100 nm or less. It is characterized by the following.

【００１０】そして、この硬磁性合金薄膜は、組織が平
均粒径１００ｎｍ以下の微細な結晶質相の単相からなる
ことが好ましい。また、この硬磁性合金薄膜は、組織中
に平均結晶粒径１００ｎｍ以下の微細な結晶質相を少な
くとも５０体積％以上含み、残部が非晶質相であっても
よい。更に、この硬磁性合金薄膜は、組織中に平均結晶
粒径５０ｎｍ以下の微細な結晶質相を少なくとも５０体
積％以上含み、残部が非晶質相であっても良い。[0010] The hard magnetic alloy thin film preferably has a microcrystalline single phase having an average grain size of 100 nm or less. The hard magnetic alloy thin film may contain at least 50% by volume or more of a fine crystalline phase having an average crystal grain size of 100 nm or less in the structure, and the remainder may be an amorphous phase. Further, the hard magnetic alloy thin film may contain at least 50% by volume or more of a fine crystalline phase having an average crystal grain size of 50 nm or less in the structure, and the remainder may be an amorphous phase.

【００１１】また、本発明の硬磁性合金薄膜は、先に記
載の硬磁性合金薄膜であって、組織中にソフト磁性相と
ハード磁性相との混相状態が形成されたことを特徴とす
る。前記ソフト磁性相は、ｂｃｃ−Ｆｅ相、ｂｃｃ−
（ＦｅＣｏ）相、固溶原子を含んだＤ20Ｅ3Ｑ相または
残留非晶質相の少なくとも一つを含み、前記ハード磁性
相は、固溶原子を含んだＥ2Ｄ17相を少なくとも含むこ
とが好ましい。ただし、Ｄは、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉのうち
の少なくとも１種または２種以上の元素であり、Ｅは、
Ｓｍ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅ
ｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ
のうちの１種または２種以上の元素であり、Ｑは、Ｐ、
Ｃ、Ｓｉ、Ｂのうちの１種または２種以上の元素であ
る。A hard magnetic alloy thin film according to the present invention is the above-described hard magnetic alloy thin film, wherein a mixed phase of a soft magnetic phase and a hard magnetic phase is formed in the structure. The soft magnetic phase is bcc-Fe phase, bcc-
The hard magnetic phase includes at least one of a (FeCo) phase, a D 20 E 3 Q phase including a solid solution atom, and a residual amorphous phase, and the hard magnetic phase includes at least an E 2 D 17 phase including a solid solution atom. Is preferred. Here, D is at least one or more of Fe, Co, and Ni, and E is
Sm, Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, E
u, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu
Wherein Q is P,
One or more of C, Si, and B elements.

【００１２】また、本発明の硬磁性合金薄膜は、磁気異
方性が付与されたものであっても良く、等方性の磁気特
性が付与されたものであっても良い。The hard magnetic alloy thin film of the present invention may have magnetic anisotropy or may have isotropic magnetic properties.

【００１３】本発明の硬磁性合金薄膜は、先に記載の硬
磁性合金薄膜であって、下記組成式で表されることを特
徴とする。 （Ｃｏ1-fＴf）100-x-y-z-tＭxＳｍyＲzＱt 但し、Ｔは、Ｆｅ、Ｎｉのうちのいずれか一方若しくは
両方であり、Ｍは、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｍｏ、
Ｗ、Ｔｉ、Ｖのうちの１種または２種以上の元素であ
り、ＲはＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅ
ｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ
のうちの１種または２種以上の元素であり、Ｑは、Ｐ、
Ｃ、Ｓｉ、Ｂのうちの１種または２種以上の元素であ
り、０≦ｆ＜０．５、０原子％≦ｘ≦４原子％、８原子
％≦ｙ≦１６原子％、０原子％≦ｚ≦５原子％、０．５
原子％≦ｔ≦１０原子％、８原子％≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦１６
原子％である。The hard magnetic alloy thin film of the present invention is the above-described hard magnetic alloy thin film, and is characterized by being represented by the following composition formula. (Co 1-f T f) 100-xyzt M x Sm y R z Q t where, T is, Fe, wherein one or both one of Ni, M is, Nb, Zr, Ta, Hf , Mo ,
One or more of W, Ti, and V elements, and R is Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, E
u, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu
Wherein Q is P,
One or more of C, Si and B, 0 ≦ f <0.5, 0 atomic% ≦ x ≦ 4 atomic%, 8 atomic% ≦ y ≦ 16 atomic%, 0 atomic% ≦ z ≦ 5 atomic%, 0.5
Atomic% ≦ t ≦ 10 atomic%, 8 atomic% ≦ x + y + z ≦ 16
Atomic%.

【００１４】また、本発明の硬磁性合金薄膜は、先に記
載の硬磁性合金薄膜であって、下記組成式で表されるこ
とを特徴とする。 （Ｃｏ1-fＴf）100-x-y-z-t-uＭxＳｍyＲzＱtＸu 但し、Ｔは、Ｆｅ、Ｎｉのうちのいずれか一方若しくは
両方であり、Ｍは、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｍｏ、
Ｗ、Ｔｉ、Ｖのうちの１種または２種以上の元素であ
り、ＲはＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅ
ｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ
のうちの１種または２種以上の元素であり、Ｑは、Ｐ、
Ｃ、Ｓｉ、Ｂのうちの１種または２種以上の元素であ
り、Ｘは、Ａｌ、Ｇｅ、Ｇａ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕのうち
の１種または２種以上の元素であり、０≦ｆ＜０．５、
０原子％≦ｘ≦４原子％、８原子％≦ｙ≦１６原子％、
０原子％≦ｚ≦５原子％、０．５原子％≦ｔ≦１０原子
％、０原子％≦ｕ≦５原子％、８原子％≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦
１６原子％である。The hard magnetic alloy thin film of the present invention is the above-described hard magnetic alloy thin film, and is characterized by being represented by the following composition formula. (Co 1-f T f) 100-xyztu M x Sm y R z Q t X u where, T is, Fe, wherein one or both one of Ni, M is, Nb, Zr, Ta, Hf , Mo,
One or more of W, Ti, and V elements, and R is Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, E
u, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu
Wherein Q is P,
X is one or more elements of C, Si, and B, and X is one or more elements of Al, Ge, Ga, Ag, Pt, and Au, and 0 ≦ f <0.5,
0 atomic% ≦ x ≦ 4 atomic%, 8 atomic% ≦ y ≦ 16 atomic%,
0 atomic% ≦ z ≦ 5 atomic%, 0.5 atomic% ≦ t ≦ 10 atomic%, 0 atomic% ≦ u ≦ 5 atomic%, 8 atomic% ≦ x + y + z ≦
It is 16 atomic%.

【００１５】また、前記組成比を示すｆが、０．２≦ｆ
＜０．５の範囲であることが好ましい。更に、前記の硬
磁性合金薄膜は、Ｎｂを必ず含むことが好ましい。Further, f representing the composition ratio is 0.2 ≦ f
It is preferable to be in the range of <0.5. Further, it is preferable that the hard magnetic alloy thin film always contains Nb.

【００１６】また、本発明の硬磁性合金薄膜は、先に記
載の硬磁性合金薄膜であって、成膜直後における組織
が、非晶質相の単相であることを特徴とする。また、本
発明の硬磁性合金薄膜は、先に記載の硬磁性合金薄膜で
あって、成膜直後において非晶質相の単相からなる組織
に、６００〜８００℃で熱処理が行なわれたものである
ことを特徴とする。更に、本発明の硬磁性合金薄膜は、
先に記載の硬磁性合金薄膜であって、成膜直後における
組織が、平均結晶粒径１００ｎｍ以下の微細な結晶質相
を主相とすることを特徴とする。Further, the hard magnetic alloy thin film of the present invention is the above-described hard magnetic alloy thin film, wherein the structure immediately after film formation is a single phase of an amorphous phase. Further, the hard magnetic alloy thin film of the present invention is the hard magnetic alloy thin film described above, wherein a heat treatment is performed at 600 to 800 ° C. on a structure composed of a single amorphous phase immediately after film formation. It is characterized by being. Further, the hard magnetic alloy thin film of the present invention,
The hard magnetic alloy thin film described above, wherein the structure immediately after the film formation is mainly composed of a fine crystalline phase having an average crystal grain size of 100 nm or less.

【００１７】本発明の磁気式センサは、先に記載の硬磁
性合金薄膜からなる磁石と、前記磁石の磁気を検出する
磁気検出素子とを備えてなることを特徴とする。また、
本発明の発電機は、先に記載の硬磁性合金薄膜からなる
磁石と、前記磁石部材の磁束により電圧が誘起されて電
流が流れる巻線とを備えてなることを特徴とする。更
に、本発明のモータは、ロータとステータとを備えてな
り、前記ロータまたは前記ステータのいずれか一方に、
先に記載の硬磁性合金薄膜が備えられたことを特徴とす
る。[0017] A magnetic sensor according to the present invention includes a magnet made of the above-described hard magnetic alloy thin film and a magnetic detecting element for detecting the magnetism of the magnet. Also,
A generator according to the present invention includes a magnet made of the above-described hard magnetic alloy thin film, and a winding in which a voltage is induced by a magnetic flux of the magnet member and a current flows. Furthermore, the motor of the present invention includes a rotor and a stator, and one of the rotor and the stator includes:
A hard magnetic alloy thin film as described above is provided.

【００１８】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。本発明の硬磁性合金薄膜は、Ｃｏ
を主成分とし、Ｐ、Ｃ、Ｓｉ、Ｂのうちの１種または２
種以上の元素Ｑと、Ｓｍとを含み、かつ非晶質相と平均
結晶粒径１００ｎｍ以下の微細な結晶質相とからなるも
のである。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The hard magnetic alloy thin film of the present invention comprises Co
, And one or more of P, C, Si and B
It comprises an amorphous phase and a fine crystalline phase having an average crystal grain size of 100 nm or less, containing at least one kind of element Q and Sm.

【００１９】また、本発明の硬磁性合金薄膜は、Ｃｏを
主成分とし、Ｐ、Ｃ、Ｓｉ、Ｂのうちの１種または２種
以上の元素Ｑと、Ｓｍと、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｍ
ｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｖのうちの１種または２種以上の元素Ｍ
を含み、非晶質相と平均結晶粒径１００ｎｍ以下の微細
な結晶質相とからなるものであってもよい。The hard magnetic alloy thin film of the present invention contains Co as a main component, one or more elements Q of P, C, Si and B, Sm, Nb, Zr, Ta, Hf, M
one or more elements M of o, W, Ti, V
And an amorphous phase and a fine crystalline phase having an average crystal grain size of 100 nm or less.

【００２０】更に、本発明の硬磁性合金薄膜は、Ｃｏを
主成分とし、Ｐ、Ｃ、Ｓｉ、Ｂのうちの１種または２種
以上の元素Ｑと、Ｓｍとを含み、更に、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔ
ａ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｖのうちの１種または２種
以上の元素Ｍ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐ
ｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙ
ｂ、Ｌｕのうちの１種または２種以上の元素Ｒ、Ａｌ、
Ｇｅ、Ｇａ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕのうちの１種または２種
以上の元素Ｘのうちの少なくとも１種以上の元素を含
み、非晶質相と平均結晶粒径１００ｎｍ以下の微細な結
晶質相とからなるものであってもよい。Further, the hard magnetic alloy thin film of the present invention contains Co as a main component, one or more elements Q of P, C, Si, and B, and Sm. Zr, T
a, Hf, Mo, W, Ti, V, at least one element M, Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, P
m, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Y
b, one or more elements of Lu, R, Al,
An amorphous phase and a fine crystalline phase having an average crystal grain size of 100 nm or less, containing at least one element of one or more elements X of Ge, Ga, Ag, Pt, and Au. It may be composed of

【００２１】上記の硬磁性合金薄膜は、その組織の少な
くとも５０体積％以上が平均結晶粒径１００ｎｍ以下、
好ましくは平均結晶粒径５０ｎｍ以下の微細な結晶質相
を含むと共に残部が非晶質相からなるものであることが
好ましく、これら結晶質相及び非晶質相によってナノ複
相組織が形成される。また、この硬磁性合金薄膜は、そ
の組織が１００ｎｍ以下の微細な結晶質相の単相からな
るものであっても良い。In the above hard magnetic alloy thin film, at least 50% by volume or more of its structure has an average crystal grain size of 100 nm or less.
Preferably, it contains a fine crystalline phase having an average crystal grain size of 50 nm or less, and the remainder consists of an amorphous phase. The crystalline phase and the amorphous phase form a nano-multiphase structure. . Further, the hard magnetic alloy thin film may have a structure composed of a single phase of a fine crystalline phase of 100 nm or less.

【００２２】微細な結晶質相には、少なくとも、ｂｃｃ
−Ｆｅ相、ｂｃｃ−（ＦｅＣｏ）相または固溶原子を含
んだＤ20Ｅ3Ｑ相の少なくとも一つからなるソフト磁性
相と、固溶原子を含んだＥ2Ｄ17相からなるハード磁性
相とが析出している。また、残部の非晶質相は、ｂｃｃ
−Ｆｅ相等と同様にソフト磁性相を形成する。上記Ｄは
遷移金属のうちの１種または２種以上を示し、具体的に
は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉのうちの少なくとも１種または２
種以上の元素であり、特にＦｅ、Ｃｏのいずれか一方ま
たは両方であることが好ましい。また、Ｅは、Ｓｍ、Ｓ
ｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、
Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕのうちの１
種または２種以上の元素を示し、Ｑは、上述したよう
に、Ｐ、Ｃ、Ｓｉ、Ｂのうちの１種または２種以上の元
素を示す。このようにして、この硬磁性合金薄膜におい
ては、組織中に前記のソフト磁性相と前記のハード磁性
相との混相状態が形成されている。In the fine crystalline phase, at least bcc
-Fe phase, bcc- (FeCo) phase or a soft magnetic phase comprising at least one inclusive D 20 E 3 Q phase solute atom, a hard magnetic phase consisting of E 2 D 17 phase containing dissolved atoms Are precipitated. The remaining amorphous phase is bcc
-A soft magnetic phase is formed in the same manner as the Fe phase. D represents one or more of transition metals, and specifically, at least one or two of Fe, Co, and Ni.
More than one kind of element, particularly one or both of Fe and Co is preferable. E is Sm, S
c, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Eu, Gd,
One of Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu
Q represents one or more elements of P, C, Si, and B, as described above. In this way, in the hard magnetic alloy thin film, a mixed phase of the soft magnetic phase and the hard magnetic phase is formed in the structure.

【００２３】また、本発明の硬磁性合金薄膜は、磁気異
方性を付与することができる一方で、等方性の磁気特性
を付与することもできる。The hard magnetic alloy thin film of the present invention can impart magnetic anisotropy, but can also impart isotropic magnetic properties.

【００２４】本発明の硬磁性合金薄膜は、スパッタ法、
蒸着法等の気相急冷法によって、非晶質相を主相とする
非晶質合金薄膜若しくは結晶質相を主相とし非晶質相を
残部に含む結晶質合金薄膜を得る工程と、これらの合金
薄膜を熱処理することによって、組織中に微細な結晶質
相を析出させる工程とによって通常得ることができる。The hard magnetic alloy thin film of the present invention can be formed by a sputtering method,
A step of obtaining an amorphous alloy thin film having an amorphous phase as a main phase or a crystalline alloy thin film having a crystalline phase as a main phase and the remaining amorphous phase by a vapor phase quenching method such as an evaporation method; By subjecting the alloy thin film to heat treatment to precipitate a fine crystalline phase in the structure.

【００２５】本発明の硬磁性合金薄膜をスパッタ法を用
いて作製する場合は、ＤＣスパッタ装置、ＲＦスパッタ
装置、マグネトロンスパッタ装置、対向ターゲット式ス
パッタ装置、イオンビームスパッタ装置等の既存の装置
を使用することができる。When the hard magnetic alloy thin film of the present invention is produced by a sputtering method, an existing apparatus such as a DC sputtering apparatus, an RF sputtering apparatus, a magnetron sputtering apparatus, a facing target sputtering apparatus, and an ion beam sputtering apparatus is used. can do.

【００２６】スパッタ法を用いる場合には、ターゲット
として、後述する本発明の硬磁性合金薄膜の組成からな
る合金ターゲット材を用意し、これを基板と共にスパッ
タ装置のスパッタ室等に投入し、真空雰囲気若しくは不
活性ガス雰囲気中にてスパッタリングを行う。このと
き、基板の温度を調整することにより、前記の非晶質合
金薄膜または前記の結晶質合金薄膜のいずれかを得るこ
とができる。即ち、基板の温度を比較的低温に保ちつつ
スパッタリングを行うと、非晶質相を主相とする非晶質
合金薄膜が得られ、基板の温度を比較的高温に保ちつつ
スパッタリングを行うと、結晶質相を主相とし非晶質相
を残部に含む結晶質合金薄膜が得られる。In the case of using the sputtering method, an alloy target material having the composition of the hard magnetic alloy thin film of the present invention described later is prepared as a target, and this is put together with the substrate into a sputtering chamber or the like of a sputtering apparatus, and is placed in a vacuum atmosphere. Alternatively, sputtering is performed in an inert gas atmosphere. At this time, by adjusting the temperature of the substrate, either the amorphous alloy thin film or the crystalline alloy thin film can be obtained. That is, when performing sputtering while maintaining the temperature of the substrate at a relatively low temperature, an amorphous alloy thin film having an amorphous phase as a main phase is obtained, and when performing sputtering while maintaining the temperature of the substrate at a relatively high temperature, A crystalline alloy thin film containing a crystalline phase as a main phase and an amorphous phase in the remainder can be obtained.

【００２７】次に、得られた非晶質合金薄膜若しくは結
晶質合金薄膜を、４００〜８００℃で熱処理することに
より、非晶質合金薄膜中の非晶質相が結晶化されるか、
あるいは結晶質合金薄膜中の結晶質相が粒成長されて、
平均結晶粒径１００ｎｍ以下、好ましくは平均結晶粒径
５０ｎｍ以下の微細な結晶質相が主相として析出し、更
にこの組織中にソフト磁性相とハード磁性相との混相状
態が形成されることにより硬磁気特性が発現するか、更
には上記平均結晶粒径１００ｎｍ以下、好ましくは平均
結晶粒径５０ｎｍ以下の微細な結晶質相が析出すると共
に上記混相状態が形成されて硬磁気特性が発現し、かつ
ハード磁性相の磁化容易軸が配向することにより磁気異
方性が付与される。このようにして、本発明の硬磁性合
金薄膜が得られる。Next, the amorphous phase in the amorphous alloy thin film is crystallized by heat-treating the obtained amorphous alloy thin film or crystalline alloy thin film at 400 to 800 ° C.
Alternatively, the crystalline phase in the crystalline alloy thin film is grain-grown,
A fine crystalline phase having an average crystal grain size of 100 nm or less, preferably an average crystal grain size of 50 nm or less is precipitated as a main phase, and a mixed phase of a soft magnetic phase and a hard magnetic phase is formed in this structure. The hard magnetic property is developed, and further, the fine crystalline phase having the average crystal grain size of 100 nm or less, preferably the average crystal grain size of 50 nm or less is precipitated and the mixed phase state is formed, whereby the hard magnetic property is developed, The magnetic anisotropy is imparted by the orientation of the easy axis of magnetization of the hard magnetic phase. Thus, the hard magnetic alloy thin film of the present invention is obtained.

【００２８】上記の熱処理は、４００℃以上８００℃以
下、より好ましくは６００℃以上８００℃以下の範囲で
行うことが好ましい。熱処理温度が４００℃未満では、
硬磁気特性を担うＥ2Ｄ17相の析出量が少ないため充分
な硬磁気特性が得られないので好ましくない。また、熱
処理温度が８００℃を超えると、微細な結晶質相の結晶
粒が過度に粒成長して粗大化し、硬磁気特性が劣化して
しまうので好ましくない。熱処理時間は、０分以上１５
分以下、より好ましくは０分以上５分以下である。熱処
理時間が１５分を超えると、微細な結晶質相が粒成長し
て粗大化し、硬磁性合金薄膜の硬磁気特性が劣化してし
まうので好ましくない。The above heat treatment is preferably performed at a temperature of 400 ° C. to 800 ° C., more preferably 600 ° C. to 800 ° C. If the heat treatment temperature is less than 400 ° C,
Since the precipitation amount of the E 2 D 17 phase which is responsible for the hard magnetic properties is small, sufficient hard magnetic properties cannot be obtained, which is not preferable. On the other hand, when the heat treatment temperature exceeds 800 ° C., the crystal grains of the fine crystalline phase are excessively grown and coarsened, and the hard magnetic properties are undesirably deteriorated. Heat treatment time is from 0 minutes to 15 minutes
Minutes or less, more preferably 0 to 5 minutes. If the heat treatment time exceeds 15 minutes, it is not preferable because the fine crystalline phase grows and coarsens, and the hard magnetic properties of the hard magnetic alloy thin film deteriorate.

【００２９】特に、平均結晶粒径が１００ｎｍ以下、よ
り好ましくは５０ｎｍ以下である微細な結晶質相が組織
の５０体積％以上であり残部が非晶質相となるように条
件を選び、しかも上記の微細結晶質相中に、ｂｃｃ−Ｆ
ｅ相、ｂｃｃ−（ＦｅＣｏ）相、固溶原子を含んだＤ20
Ｅ3Ｑ相または残存する非晶質相の少なくとも１つであ
るソフト磁性相と、Ｅ2Ｄ17相を少なくとも含んだハー
ド磁性相とが生成するようにすれば、きわめて高い硬磁
気特性を有する硬磁性合金薄膜が得られる。In particular, the conditions are selected so that the fine crystalline phase having an average crystal grain size of 100 nm or less, more preferably 50 nm or less is 50% by volume or more of the structure and the remainder is an amorphous phase. Bcc-F in the fine crystalline phase of
e phase, bcc- (FeCo) phase, D 20 containing solid solution atoms
If a soft magnetic phase that is at least one of the E 3 Q phase or the remaining amorphous phase and a hard magnetic phase that contains at least the E 2 D 17 phase are formed, extremely high hard magnetic properties can be obtained. A hard magnetic alloy thin film is obtained.

【００３０】なお、スパッタ等の手段によって結晶質相
を主相とし非晶質相を残部に含む結晶質合金薄膜が得ら
れた場合に、この結晶質合金薄膜の結晶質相の平均結晶
粒径が１００ｎｍ以下であり、かつ結晶質相が組織の５
０％以上を占める場合には、熱処理を省略して、この合
金薄膜を硬磁性合金薄膜とすることができる。When a crystalline alloy thin film containing a crystalline phase as a main phase and an amorphous phase in the remainder is obtained by means such as sputtering, the average crystal grain size of the crystalline phase in the crystalline alloy thin film is obtained. Is 100 nm or less, and the crystalline phase
When it accounts for 0% or more, the heat treatment can be omitted and the alloy thin film can be made into a hard magnetic alloy thin film.

【００３１】また、磁場中で成膜し、成膜後において既
に微細な結晶質を析出させるように、若しくは非晶質膜
を磁場中で熱処理すれば、薄膜に磁気異方性をもたせる
ことが可能であり、また一方、等方性の磁気特性を有す
る非晶質膜を無磁場中において熱処理すれば、等方性の
磁気特性を有する硬磁性合金薄膜が得られる。If the film is formed in a magnetic field and fine crystals are already deposited after the film is formed, or if the amorphous film is heat-treated in a magnetic field, the thin film may have magnetic anisotropy. On the other hand, if the amorphous film having isotropic magnetic properties is heat-treated in the absence of a magnetic field, a hard magnetic alloy thin film having isotropic magnetic properties can be obtained.

【００３２】この硬磁性合金薄膜は、上記の方法を用い
ることにより、ハード磁性相の磁化容易軸が配向し、薄
膜に磁気異方性が付与されたものとなり、これにより、
残留磁化（Ｉｒ）と最大磁気エネルギー積（（ＢＨ）
max）が大きくなって、優れた硬磁気特性を発現させる
ことができる。By using the above method, the hard magnetic alloy thin film is obtained by orienting the easy axis of magnetization of the hard magnetic phase and imparting magnetic anisotropy to the thin film.
Remanent magnetization (Ir) and maximum magnetic energy product ((BH)
max ) is increased, and excellent hard magnetic properties can be exhibited.

【００３３】本発明の硬磁性合金薄膜は、下記の組成式
で表される組成からなることが好ましい。 （Ｃｏ1-fＴf）100-x-y-z-tＭxＳｍyＲzＱt （但し、Ｔは、Ｆｅ、Ｎｉのうちの１種または２種以上
の元素であり、Ｍは、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｍｏ、
Ｗ、Ｔｉ、Ｖのうちの１種または２種以上の元素であ
り、ＲはＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅ
ｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ
のうちの１種または２種以上の元素であり、Ｑは、Ｐ、
Ｃ、Ｓｉ、Ｂのうちの１種または２種以上の元素であ
り、０≦ｆ＜０．５、０原子％≦ｘ≦４原子％、８原子
％≦ｙ≦１６原子％、０原子％≦ｚ≦５原子％、０．５
原子％≦ｔ≦１０原子％、８原子％≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦１６
原子％である）The hard magnetic alloy thin film of the present invention preferably has a composition represented by the following composition formula. (Co 1-f T f) 100-xyzt M x Sm y R z Q t ( where, T is, Fe, is one or more elements of Ni, M is, Nb, Zr, Ta , Hf, Mo,
One or more of W, Ti, and V elements, and R is Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, E
u, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu
Wherein Q is P,
One or more of C, Si and B, 0 ≦ f <0.5, 0 atomic% ≦ x ≦ 4 atomic%, 8 atomic% ≦ y ≦ 16 atomic%, 0 atomic% ≦ z ≦ 5 atomic%, 0.5
Atomic% ≦ t ≦ 10 atomic%, 8 atomic% ≦ x + y + z ≦ 16
Atomic%)

【００３４】Ｃｏは、硬磁気特性を与えるものであり、
本発明の硬磁性合金薄膜に必須の元素である。Ｃｏを含
む元素Ｄと元素Ｅとを有する非晶質相は、４００℃〜８
００℃の範囲内の適切な温度で熱処理するとき、ハード
磁性相であるＥ2Ｄ17相と、ソフト磁性相であるｂｃｃ
−Ｆｅ相、ｂｃｃ−（ＦｅＣｏ）相、固溶原子を含んだ
Ｄ20Ｅ3Ｑ相または残存する非晶質相のうちの少なくと
も一つの相を生成する。Co gives hard magnetic properties,
It is an essential element for the hard magnetic alloy thin film of the present invention. The amorphous phase having the element D containing Co and the element E is 400 ° C. to 8 ° C.
When heat-treated at an appropriate temperature within the range of 00 ° C., the hard magnetic phase E 2 D 17 phase and the soft magnetic phase bcc
-Fe phase, bcc- (FeCo) phase, to generate at least one phase of the amorphous phase to D 20 E 3 Q phase or remaining containing solute atoms.

【００３５】上記式において、Ｔは、Ｆｅ、Ｎｉのうち
のいずれか一方若しくは両方を表わす。これら元素Ｔ
は、残留磁化（Ｉｒ）を増加させる効果があるが、元素
Ｔの濃度をＣｏ置換で増加させると、Ｃｏの濃度が減少
して保磁力（ｉＨｃ）が低下する。従って、特に残留磁
化（Ｉｒ）が高い硬磁性合金薄膜が必要であれば、元素
Ｔの添加を行い、保磁力（ｉＨｃ）が大きい硬磁性合金
薄膜が必要であれば、元素Ｔの添加を行わないようにす
ることにより、用途に合わせて最適な硬磁気特性を備え
た硬磁性合金薄膜を製造できる。また、高価なＣｏを安
価なＦｅやＮｉに置き換えることにより、硬磁性合金薄
膜の製造コストを低減することもできる。元素Ｔの組成
比を示すｆは、優れた硬磁気特性を発揮するために、０
以上０．５未満が好ましく、０．２以上０．５未満とす
るのがより好ましい。In the above formula, T represents one or both of Fe and Ni. These elements T
Has the effect of increasing the remanent magnetization (Ir), but when the concentration of the element T is increased by substitution with Co, the Co concentration decreases and the coercive force (iHc) decreases. Therefore, especially when a hard magnetic alloy thin film having a high residual magnetization (Ir) is required, the element T is added. When a hard magnetic alloy thin film having a large coercive force (iHc) is required, the element T is added. By avoiding this, it is possible to manufacture a hard magnetic alloy thin film having optimal hard magnetic properties according to the application. Further, by replacing expensive Co with inexpensive Fe or Ni, the manufacturing cost of the hard magnetic alloy thin film can be reduced. F indicating the composition ratio of the element T is 0 in order to exhibit excellent hard magnetic properties.
It is preferably at least 0.5 and less than 0.5, more preferably at least 0.2 and less than 0.5.

【００３６】Ｓｍは、Ｃｏと同様に硬磁気特性を与える
ものであり、本発明の硬磁性合金薄膜に必須の元素であ
る。また、非晶質相を形成し易い元素である。Ｃｏ（元
素Ｄ）とＳｍ（元素Ｅ）とを含む非晶質相は、４００℃
〜８００℃の範囲内の適切な温度で熱処理するとき、ハ
ード磁性相である（Ｆｅ、Ｃｏ）17Ｓｍ2相と、ソフト
磁性相であるｂｃｃ−Ｆｅ相、ｂｃｃ−（ＦｅＣｏ）相
または固溶原子を含んだＤ20Ｅ3Ｑ相とを析出する。ま
た、残留する非晶質相もソフト磁性相として作用する。
Ｓｍの組成比を示すｙ（原子％）は、８子％以上１６原
子％以下であることが好ましく、１０原子％以上１３原
子％以下であることがより好ましい。組成比ｙが８原子
％未満では、ハード磁性相の析出量の減少による保磁力
（ｉＨｃ）の低下が起こり、更に非晶質相が形成されに
くいので好ましくない。また、組成比ｙが１６原子％を
超えると、Ｃｏ及び元素Ｔの濃度が減少して、飽和磁化
（Ｉｓ）が減少し、それに伴って残留磁化（Ｉｒ）が低
下してしまうので好ましくない。Sm gives hard magnetic properties like Co, and is an essential element in the hard magnetic alloy thin film of the present invention. Further, it is an element that easily forms an amorphous phase. The amorphous phase containing Co (element D) and Sm (element E) is 400 ° C.
When the heat treatment is performed at an appropriate temperature within the range of ~ 800 ° C, the (Fe, Co) 17 Sm 2 phase which is a hard magnetic phase and the bcc-Fe phase, bcc- (FeCo) phase which is a soft magnetic phase or a solid solution precipitating a D 20 E 3 Q phase containing atoms. The remaining amorphous phase also functions as a soft magnetic phase.
Y (atomic%) indicating the composition ratio of Sm is preferably 8 atomic% or more and 16 atomic% or less, more preferably 10 atomic% or more and 13 atomic% or less. If the composition ratio y is less than 8 atomic%, the coercive force (iHc) decreases due to a decrease in the amount of the hard magnetic phase precipitated, and it is not preferable because an amorphous phase is hardly formed. On the other hand, when the composition ratio y exceeds 16 atomic%, the concentrations of Co and the element T decrease, the saturation magnetization (Is) decreases, and the residual magnetization (Ir) decreases, which is not preferable.

【００３７】上記式において、ＲはＳｍ以外の希土類元
素であり、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、
Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、お
よびＬｕのうちの１種以上の元素を表わす。元素Ｒは、
非晶質相を形成し易い元素である。組織中に５０重量％
以上の十分な非晶質相を形成させ、これを結晶化するこ
とによって十分量の微細な結晶質相を生成させ、また良
好な硬磁性特性を実現させるためには、元素Ｒの組成比
ｚを、１原子％以上とする必要があり、より好ましくは
２原子％以上とする。In the above formula, R is a rare earth element other than Sm, and Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm,
Represents one or more elements of Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu. Element R is
It is an element that easily forms an amorphous phase. 50% by weight in tissue
In order to form the above-mentioned sufficient amorphous phase and crystallize it to generate a sufficient amount of fine crystalline phase and to realize good hard magnetic properties, the composition ratio z of the element R is required. Must be at least 1 at%, more preferably at least 2 at%.

【００３８】一方、元素Ｒは、その組成比ｚを増加させ
るに伴って、得られた硬磁性合金薄膜の飽和磁化（Ｉ
ｓ）が減少する傾向を示す。高い残留磁化（Ｉｒ）を得
るためには、元素Ｒの組成比ｚを５原子％以下とする必
要がある。元素Ｒの一部または全部をＮｄおよび／また
はＰｒで構成すると、さらに高い硬磁性特性が得られ
る。また、この元素Ｒは、Ｓｍと置換可能であってＤ17
Ｅ2相を形成し、硬磁気特性を発揮することができる。On the other hand, as the composition ratio z of the element R is increased, the saturation magnetization (I) of the obtained hard magnetic alloy thin film is increased.
s) tends to decrease. In order to obtain high remanence (Ir), the composition ratio z of the element R needs to be 5 atomic% or less. When part or all of the element R is composed of Nd and / or Pr, higher hard magnetic properties can be obtained. Further, this element R can be replaced with Sm and D 17
An E 2 phase can be formed and hard magnetic properties can be exhibited.

【００３９】上記式において、元素Ｍは、Ｎｂ、Ｚｒ、
Ｔａ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｖのうちの１種または２
種以上の元素を表す。これら元素Ｍは、非晶質相の形成
能が高いので、この元素Ｍを添加することにより、高価
な元素Ｒ（希土類元素）の組成比を小さくしても十分な
非晶質相を生成させることができる。ただし、元素Ｍの
組成比ｘ（原子％）をＣｏ及び元素Ｔで置換して増加さ
せると、得られる硬磁性合金薄膜の飽和磁化（Ｉｓ）は
減少する。また、元素Ｍの組成比ｘを減少させると、十
分な非晶質相を形成できない。この観点から、元素Ｍの
組成比ｘは、０原子％以上４原子％以下とするのが好ま
しく、２原子％以上４原子％以下とすることがより好ま
しい。これらの元素Ｍのうち、特にＮｂが有効である。
元素Ｍの一部若しくは全部をＮｂで置換すると、硬磁性
合金薄膜の保磁力（ｉＨｃ）が比較的大きくなり、また
硬磁性合金薄膜の酸化を比較的に防ぐことが可能とな
る。In the above formula, the element M is Nb, Zr,
One or two of Ta, Hf, Mo, W, Ti, V
Represents more than one element. Since these elements M have a high ability to form an amorphous phase, by adding this element M, a sufficient amorphous phase is generated even if the composition ratio of the expensive element R (rare earth element) is reduced. be able to. However, when the composition ratio x (atomic%) of the element M is increased by replacing it with Co and the element T, the saturation magnetization (Is) of the obtained hard magnetic alloy thin film decreases. If the composition ratio x of the element M is reduced, a sufficient amorphous phase cannot be formed. From this viewpoint, the composition ratio x of the element M is preferably from 0 to 4 at%, more preferably from 2 to 4 at%. Among these elements M, Nb is particularly effective.
When part or all of the element M is replaced with Nb, the coercive force (iHc) of the hard magnetic alloy thin film becomes relatively large, and the hard magnetic alloy thin film can be relatively prevented from being oxidized.

【００４０】また、上述のＳｍ、元素Ｒ及び元素Ｍはい
ずれも非晶質相を形成し易い点では共通した性質を有す
る元素であり、これらの元素の組成比の合計量である
（ｘ＋ｙ＋ｚ）は、８原子％以上１６原子％以下である
ことが好ましく、１０原子％以上１３原子％以下である
ことがより好ましい。組成比を示す（ｘ＋ｙ＋ｚ）が８
原子％未満では、非晶質相の析出が十分でないため好ま
しくない。また、（ｘ＋ｙ＋ｚ）が１６原子％を超える
と、硬磁気特性が劣化してしまうので好ましくない。Further, the above-mentioned Sm, element R and element M are elements having a common property in that they easily form an amorphous phase, and are the total amount of the composition ratio of these elements (x + y + z). Is preferably at least 8 at% and at most 16 at%, more preferably at least 10 at% and at most 13 at%. (X + y + z) indicating the composition ratio is 8
If the content is less than atomic%, the amorphous phase is not sufficiently precipitated, which is not preferable. On the other hand, if (x + y + z) exceeds 16 atomic%, the hard magnetic characteristics deteriorate, which is not preferable.

【００４１】上記式において、Ｑは、Ｐ、Ｃ、Ｓｉ、Ｂ
のうちの１種または２種以上の元素であり、これら元素
Ｑも非晶質相を形成し易い半金属である。また、Ｃｏを
含む元素ＤとＢを含む元素ＱとＳｍを含む元素Ｅとを有
する非晶質相は、４００〜８００℃の範囲内の適切な温
度で熱処理するとき、ソフト磁性相であるＤ20Ｅ3Ｑ相
を析出する。組織中に十分量の非晶質相を形成し、これ
を結晶化することによって十分量の微細結晶質相を得る
ためには、元素Ｑの組成比ｔは、０．５原子％以上が必
要であり、特に３原子％以上とすることが好ましい。た
だし、元素Ｑの組成比ｔ（原子％）を増加させすぎる
と、それに伴って、得られた硬磁性合金薄膜の飽和磁化
（Ｉｓ）、残留磁化（Ｉｒ）、および保磁力（ｉＨｃ）
が減少する傾向を示すので、良好な硬磁性特性を得るた
めには、Ｑの組成比ｔは１０原子％以下であることが必
要であり、特に９原子％以下とすることが好ましい。In the above formula, Q is P, C, Si, B
And one or more of these elements, and these elements Q are also semimetals that easily form an amorphous phase. The amorphous phase including the elements D including Co, the elements Q including B, and the elements E including Sm, when subjected to a heat treatment at an appropriate temperature within a range of 400 to 800 ° C., has a soft magnetic phase of D. 20 E 3 Q phase is precipitated. In order to form a sufficient amount of an amorphous phase in the structure and to obtain a sufficient amount of the fine crystalline phase by crystallization thereof, the composition ratio t of the element Q must be 0.5 atomic% or more. In particular, it is preferably set to 3 atomic% or more. However, if the composition ratio t (atomic%) of the element Q is excessively increased, the saturation magnetization (Is), the residual magnetization (Ir), and the coercive force (iHc) of the obtained hard magnetic alloy thin film are accordingly increased.
Therefore, in order to obtain good hard magnetic properties, the composition ratio t of Q needs to be 10 atomic% or less, and particularly preferably 9 atomic% or less.

【００４２】また、本発明の硬磁性合金薄膜は、Ａｌ、
Ｇｅ、Ｇａ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕのうちの１種または２種
以上の元素Ｘが添加されていても良く、その場合の硬磁
性合金薄膜は、下記の組成式で表すことができる。 （Ｃｏ1-fＴf）100-x-y-z-t-uＭxＳｍyＲzＱtＸu （但し、Ｔは、Ｆｅ、Ｎｉのうちの１種または２種以上
の元素であり、Ｍは、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｍｏ、
Ｗ、Ｔｉ、Ｖのうちの１種または２種以上の元素であ
り、ＲはＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅ
ｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ
のうちの１種または２種以上の元素であり、Ｑは、Ｐ、
Ｃ、Ｓｉ、Ｂのうちの１種または２種以上の元素であ
り、Ｘは、Ａｌ、Ｇｅ、Ｇａ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕのうち
の１種または２種以上の元素であり、０≦ｆ＜０．５、
０原子％≦ｘ≦４原子％、８原子％≦ｙ≦１６原子％、
０原子％≦ｚ≦５原子％、０．５原子％≦ｔ≦１０原子
％、０原子％≦ｕ≦５原子％、８原子％≦ｘ＋ｙ＋ｘ≦
１６原子％である）Further, the hard magnetic alloy thin film of the present invention comprises Al,
One or more elements X of Ge, Ga, Ag, Pt, and Au may be added. In this case, the hard magnetic alloy thin film can be represented by the following composition formula. (Co 1-f T f) 100-xyztu M x Sm y R z Q t X u ( where, T is, Fe, is one or more elements of Ni, M is, Nb, Zr , Ta, Hf, Mo,
One or more of W, Ti, and V elements, and R is Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, E
u, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu
Wherein Q is P,
X is one or more elements of C, Si, and B, and X is one or more elements of Al, Ge, Ga, Ag, Pt, and Au, and 0 ≦ f <0.5,
0 atomic% ≦ x ≦ 4 atomic%, 8 atomic% ≦ y ≦ 16 atomic%,
0 atomic% ≦ z ≦ 5 atomic%, 0.5 atomic% ≦ t ≦ 10 atomic%, 0 atomic% ≦ u ≦ 5 atomic%, 8 atomic% ≦ x + y + x ≦
16 atomic%)

【００４３】この場合の元素Ｔの組成比を示すｆは、優
れた硬磁気特性を発揮するために、０以上０．５未満が
好ましく、０．２以上０．５未満とするのがより好まし
い。上記組成式中のＳｍの組成比を示すｙ（原子％）
は、良好な硬磁気特性を得るために、８原子％以上１６
原子％以下であることが好ましく、１０原子％以上１３
原子％以下であることがより好ましい。In this case, f indicating the composition ratio of the element T is preferably 0 or more and less than 0.5, and more preferably 0.2 or more and less than 0.5 in order to exhibit excellent hard magnetic properties. . Y (atomic%) indicating the composition ratio of Sm in the above composition formula
Should be at least 8 atomic% and at least 16 atomic% to obtain good hard magnetic properties.
It is preferably at most 10 atomic% and at most 13 atomic%.
More preferably, it is at most atomic%.

【００４４】上記組成式中の元素Ｒの組成比を示すｚ
（原子％）は、優れた硬磁気特性を付与するためと、良
好な非晶質相と微細な結晶質相を得るために、０原子％
以上とする必要があり、より好ましくは２原子％以上と
する。一方、元素Ｒは、その組成比ｚを増加させるに伴
って、得られた硬磁性合金薄膜の飽和磁化（Ｉｓ）が減
少すので、高い残留磁化（Ｉｒ）を得るために、元素Ｒ
の組成比ｚを５原子％以下とする必要がある。Z representing the composition ratio of the element R in the above composition formula
(Atomic%) is 0 atomic% in order to provide excellent hard magnetic properties and to obtain a good amorphous phase and a fine crystalline phase.
It is necessary that the content be at least 2 atomic%. On the other hand, since the saturation magnetization (Is) of the obtained hard magnetic alloy thin film decreases as the composition ratio z increases, the element R needs to have a high residual magnetization (Ir).
Must be set to 5 atomic% or less.

【００４５】上記組成式中の元素Ｍの組成比を示すｘ
（原子％）は、良好な硬磁気特性を得るために、０原子
％以上４原子％以下とするのが好ましく、１原子％以上
３原子％以下とすることがより好ましい。これらの元素
Ｍのうち、特にＮｂが有効である。元素Ｍの一部若しく
は全部をＮｂで置換すると、硬磁性合金薄膜の保磁力
（ｉＨｃ）が比較的大きくなる。また、硬磁性合金薄膜
の酸化を比較的に防ぐことが可能となる。X indicating the composition ratio of the element M in the above composition formula
(Atomic%) is preferably 0 atomic% or more and 4 atomic% or less, more preferably 1 atomic% or more and 3 atomic% or less, in order to obtain good hard magnetic characteristics. Among these elements M, Nb is particularly effective. When part or all of the element M is replaced with Nb, the coercive force (iHc) of the hard magnetic alloy thin film becomes relatively large. Further, the oxidation of the hard magnetic alloy thin film can be relatively prevented.

【００４６】また、上述のＳｍ、元素Ｒ及び元素Ｍはい
ずれも非晶質相を形成し易い点では共通した性質を有す
る元素であり、これらの元素の組成比の合計量である
（ｘ＋ｙ＋ｚ）は、８原子％以上１６原子％以下である
ことが好ましく、１０原子％以上１４原子％以下である
ことがより好ましい。組成比を示す（ｘ＋ｙ＋ｚ）が８
原子％未満では、非晶質相の析出が十分でないため好ま
しくない。また、（ｘ＋ｙ＋ｚ）が１６原子％を超える
と、硬磁気特性が劣化してしまうので好ましくない。Further, the above-mentioned Sm, element R and element M are elements having common properties in that they easily form an amorphous phase, and are the total amount of the composition ratio of these elements (x + y + z). Is preferably at least 8 at% and at most 16 at%, more preferably at least 10 at% and at most 14 at%. (X + y + z) indicating the composition ratio is 8
If the content is less than atomic%, the amorphous phase is not sufficiently precipitated, which is not preferable. On the other hand, if (x + y + z) exceeds 16 atomic%, the hard magnetic characteristics deteriorate, which is not preferable.

【００４７】上記組成式中の元素Ｑの組成比を示すｔ
（原子％）は、良好な非晶質相と微細な結晶質相を得る
ために、０．５原子％以上が必要であり、特に３原子％
以上とすることが好ましい。良好な硬磁性特性を得るた
めには、Ｑの組成比ｔは１０原子％以下であることが必
要であり、特に９原子％以下とすることが好ましい。T representing the composition ratio of element Q in the above composition formula
(Atomic%) is required to be 0.5 atomic% or more in order to obtain a good amorphous phase and a fine crystalline phase.
It is preferable to make the above. In order to obtain good hard magnetic properties, the composition ratio t of Q needs to be 10 atomic% or less, and particularly preferably 9 atomic% or less.

【００４８】上記式において、元素Ｘは、Ａｌ、Ｇｅ、
Ｇａ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕのうちの１種または２種以上の
元素であり、これら元素Ｘは主に硬磁性合金薄膜の耐食
性を向上させる。また、この元素ＸのうちのＡｇ、Ｐ
ｔ、Ａｕは、Ｆｅに固溶しないので、熱処理によって微
細な結晶質相を析出させる際に、結晶粒の微細化を促進
する効果を有する。更にまた、この元素ＸのうちのＧ
ｅ、Ｇａ、Ａｌは、微細な結晶質相と非晶質相との混相
状態であるナノ複相組織の形成を促進させる効果を有す
る。元素Ｘの組成比を示すｕ（原子％）は、０原子％以
上５原子％以下であることが好ましく、１原子％以上３
原子％以下であることがより好ましい。ｕが５原子％を
超えると、非晶質形成能が低下し、硬磁気特性も低下す
るので好ましくない。特にＡｌは、元素Ｘの中でも最も
安価な元素であり、硬磁性合金薄膜のコストを低減させ
ることができ、好ましい。In the above formula, the element X is Al, Ge,
It is one or more of Ga, Ag, Pt, and Au, and these elements X mainly improve the corrosion resistance of the hard magnetic alloy thin film. Further, Ag, P of the element X
Since t and Au do not form a solid solution in Fe, they have the effect of promoting the refinement of crystal grains when a fine crystalline phase is precipitated by heat treatment. Furthermore, G of this element X
e, Ga, and Al have an effect of promoting the formation of a nano-multiphase structure which is a mixed phase of a fine crystalline phase and an amorphous phase. U (atomic%) indicating the composition ratio of the element X is preferably from 0 atomic% to 5 atomic%, and preferably from 1 atomic% to 3 atomic%.
More preferably, it is at most atomic%. If u exceeds 5 atomic%, the ability to form an amorphous phase is reduced, and the hard magnetic properties are also lowered. In particular, Al is the cheapest element among the elements X and is preferable because it can reduce the cost of the hard magnetic alloy thin film.

【００４９】上述の硬磁性合金薄膜は、Ｃｏを主成分と
し、Ｐ、Ｃ、Ｓｉ、Ｂのうちの１種または２種以上の元
素Ｑと、Ｓｍとを含み、非晶質相と微細な結晶質相とを
有しており、微細な結晶質相と非晶質相とからなるナノ
複相組織が形成されているので、硬磁気特性を優れたも
のとすることができる。特に、上述の組成に、Ｎｂ、Ｚ
ｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｖのうちの１種また
は２種以上の元素Ｍと、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、
Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔ
ｍ、Ｙｂ、Ｌｕのうちの１種または２種以上の元素Ｒ
と、Ａｌ、Ｇｅ、Ｇａ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕのうちの１種
または２種以上の元素Ｘとのうちの少なくとも１種以上
の元素を含んだ硬磁性合金粉末は、非晶質相の形成能を
更に高めることができるので、硬磁気特性をより優れた
ものとすることができる。The above-mentioned hard magnetic alloy thin film contains Co as a main component, one or more elements Q of P, C, Si, and B, and Sm. Since it has a crystalline phase and a nano-multiphase structure composed of a fine crystalline phase and an amorphous phase is formed, the hard magnetic properties can be improved. In particular, Nb, Z
one or more elements M of r, Ta, Hf, Mo, W, Ti, V, and Sc, Y, La, Ce, Pr,
Nd, Pm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, T
one or more elements R of m, Yb and Lu
And a hard magnetic alloy powder containing at least one element selected from the group consisting of Al, Ge, Ga, Ag, Pt, and one or more elements X among Au, forms an amorphous phase. Since the performance can be further enhanced, the hard magnetic characteristics can be further improved.

【００５０】また、上述の硬磁性合金薄膜は、組織の少
なくとも５０体積％以上が平均結晶粒径１００ｎｍ以
下、好ましくは平均結晶粒径５０ｎｍ以下の微細な結晶
質相であり、更に、組織中にソフト磁性相とハード磁性
相との混相状態が形成されたものであるので、極めて高
い硬磁気特性を有することができる。また、硬磁性合金
薄膜に、ソフト磁性相とハード磁性相の特徴を付与する
ことができる。In the hard magnetic alloy thin film described above, at least 50% by volume or more of the structure is a fine crystalline phase having an average crystal grain size of 100 nm or less, preferably an average crystal grain size of 50 nm or less. Since a mixed phase of a soft magnetic phase and a hard magnetic phase is formed, extremely high hard magnetic properties can be obtained. Further, the characteristics of the soft magnetic phase and the hard magnetic phase can be imparted to the hard magnetic alloy thin film.

【００５１】上述の硬磁性合金薄膜は、下記組成式で表
されるものであるので、スパッタ法、蒸着法等の手段に
より薄膜を形成した場合に非晶質相を主相とする合金薄
膜が容易に得られ、また、これを熱処理したものは微細
な結晶質相を析出させることが可能となり、優れた硬磁
気特性を発揮させることができる。即ち、 （Ｃｏ1-fＴf）100-x-y-z-tＭxＳｍyＲzＱt （但し、Ｔは、Ｆｅ、Ｎｉのうちの１種または２種以上
の元素であり、Ｍは、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｍｏ、
Ｗ、Ｔｉ、Ｖのうちの１種または２種以上の元素であ
り、ＲはＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅ
ｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ
のうちの１種または２種以上の元素であり、Ｑは、Ｐ、
Ｃ、Ｓｉ、Ｂのうちの１種または２種以上の元素であ
り、０≦ｆ＜０．５、０原子％≦ｘ≦４原子％、８原子
％≦ｙ≦１６原子％、０原子％≦ｚ≦５原子％、０．５
原子％≦ｔ≦１０原子％、８原子％≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦１６
原子％である）または、 （Ｃｏ1-fＴf）100-x-y-z-t-uＭxＳｍyＲzＱtＸu （但し、Ｔは、Ｆｅ、Ｎｉのうちの１種または２種以上
の元素であり、Ｍは、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｍｏ、
Ｗ、Ｔｉ、Ｖのうちの１種または２種以上の元素であ
り、ＲはＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅ
ｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ
のうちの１種または２種以上の元素であり、Ｑは、Ｐ、
Ｃ、Ｓｉ、Ｂのうちの１種または２種以上の元素であ
り、Ｘは、Ａｌ、Ｇｅ、Ｇａ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕのうち
の１種または２種以上の元素であり、０≦ｆ＜０．５、
０原子％≦ｘ≦４原子％、８原子％≦ｙ≦１６原子％、
０原子％≦ｚ≦５原子％、０．５原子％≦ｔ≦１０原子
％、０原子％≦ｕ≦５原子％、８原子％≦ｘ＋ｙ＋ｘ≦
１６原子％である）Since the above-mentioned hard magnetic alloy thin film is represented by the following composition formula, when a thin film is formed by means such as sputtering or vapor deposition, an alloy thin film having an amorphous phase as a main phase is formed. It can be easily obtained, and when heat-treated, a fine crystalline phase can be precipitated, and excellent hard magnetic properties can be exhibited. That, (Co 1-f T f ) 100-xyzt M x Sm y R z Q t ( where, T is, Fe, is one or more elements of Ni, M is, Nb, Zr , Ta, Hf, Mo,
One or more of W, Ti, and V elements, and R is Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, E
u, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu
Wherein Q is P,
One or more of C, Si and B, 0 ≦ f <0.5, 0 atomic% ≦ x ≦ 4 atomic%, 8 atomic% ≦ y ≦ 16 atomic%, 0 atomic% ≦ z ≦ 5 atomic%, 0.5
Atomic% ≦ t ≦ 10 atomic%, 8 atomic% ≦ x + y + z ≦ 16
Is atomic%) or, (Co 1-f T f ) 100-xyztu M x Sm y R z Q t X u ( where, T is, Fe, be one or more elements of Ni , M are Nb, Zr, Ta, Hf, Mo,
One or more of W, Ti, and V elements, and R is Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, E
u, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu
Wherein Q is P,
X is one or more elements of C, Si, and B, and X is one or more elements of Al, Ge, Ga, Ag, Pt, and Au, and 0 ≦ f <0.5,
0 atomic% ≦ x ≦ 4 atomic%, 8 atomic% ≦ y ≦ 16 atomic%,
0 atomic% ≦ z ≦ 5 atomic%, 0.5 atomic% ≦ t ≦ 10 atomic%, 0 atomic% ≦ u ≦ 5 atomic%, 8 atomic% ≦ x + y + x ≦
16 atomic%)

【００５２】また、上述の組成式において、組成比を示
すｆが、０．２≦ａ＜０．５の範囲とした場合には、よ
り優れた硬磁気特性を発揮できる。更に、上述の硬磁性
合金薄膜にＮｂを必ず添加した場合には、硬磁性合金薄
膜の保磁力（ｉＨｃ）が比較的大きくなると共に、硬磁
性合金薄膜の酸化を比較的に防止することができる。Further, in the above composition formula, when f indicating the composition ratio is in the range of 0.2 ≦ a <0.5, more excellent hard magnetic characteristics can be exhibited. Further, when Nb is always added to the above-described hard magnetic alloy thin film, the coercive force (iHc) of the hard magnetic alloy thin film becomes relatively large, and the oxidation of the hard magnetic alloy thin film can be relatively prevented. .

【００５３】よって本発明の硬磁性合金薄膜は、モー
タ、アクチュエータ、ロータリーエンコーダ、磁気式セ
ンサ、発電機、スピーカーなどの各種の装置、特に各種
の小型の装置に使用される永久磁石として有用である。Therefore, the hard magnetic alloy thin film of the present invention is useful as a permanent magnet used in various devices such as motors, actuators, rotary encoders, magnetic sensors, generators, and speakers, and in particular, various small devices. .

【００５４】次に、上述の硬磁性合金薄膜を備えてなる
磁気式センサを図１を参照して説明する。図１にはこの
磁気式センサの概略構成を示す。この磁気式センサ１
は、リニアセンサと呼ばれるもので、基板２上に形成さ
れた薄膜状の磁石３と、この磁石３からの磁界を検出す
る磁気検出素子４（例えば磁気抵抗効果素子）とから構
成されている。この磁石３は、上述の硬磁性合金薄膜か
らなるもので、帯状に形成されており、かつその長手方
向に向けて多磁極化されている。Next, a magnetic sensor provided with the above-described hard magnetic alloy thin film will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows a schematic configuration of the magnetic sensor. This magnetic sensor 1
Is a so-called linear sensor, which comprises a thin-film magnet 3 formed on the substrate 2 and a magnetic detecting element 4 (for example, a magnetoresistive element) for detecting a magnetic field from the magnet 3. The magnet 3 is made of the above-described hard magnetic alloy thin film, is formed in a belt shape, and has multiple poles in the longitudinal direction.

【００５５】この磁気式センサ１は、たとえば基板２が
図示矢印方向に移動することにより、磁石３が磁気検出
素子４に対して相対的に移動する。この相対的な移動に
応じ、磁気検出素子２に対して磁石からの磁束の方向が
変化するので、磁気検出素子２から基板２の移動量に応
じた信号が出力される。In the magnetic sensor 1, for example, when the substrate 2 moves in the direction of the arrow in the figure, the magnet 3 moves relatively to the magnetic detecting element 4. Since the direction of the magnetic flux from the magnet changes with respect to the magnetic detection element 2 according to this relative movement, a signal corresponding to the amount of movement of the substrate 2 is output from the magnetic detection element 2.

【００５６】この磁気式センサ１によれば、前述の硬磁
性合金薄膜を磁石３として用いているので、磁石３の残
留磁化（Ｉｒ）、保磁力（ｉＨｃ）及び最大磁気エネル
ギー積（（ＢＨ）max）が大きくなり、これにより磁気
検出素子４に作用する磁束が大きくなるので、磁気式セ
ンサ１の感度を高くすることができる。According to the magnetic sensor 1, since the aforementioned hard magnetic alloy thin film is used as the magnet 3, the remanent magnetization (Ir), coercive force (iHc), and maximum magnetic energy product ((BH)) of the magnet 3 are obtained. max ) is increased, and the magnetic flux acting on the magnetic detection element 4 is increased, so that the sensitivity of the magnetic sensor 1 can be increased.

【００５７】以上、硬磁性合金薄膜を備えた磁気式セン
サについて説明したが、これに限られず、本発明に係る
硬磁性合金薄膜を、発電機やモータに用いても良い。例
えば発電機としては、回転軸と、この回転軸に取り付け
られた略円柱体状の磁石部と、磁石部と離間して対向し
かつ巻線が巻回されてなる磁心とから構成され、前記の
磁石部に、本発明の硬磁性合金薄膜からなる磁石が用い
られたものを挙げることができる。この発電機は、回転
軸が回転されることによって磁石が回転し、これにより
磁石と磁心とが相対移動して磁心が受ける磁束の向きが
変化し、電磁誘導の作用によって巻線に交流電流が流れ
る。Although the magnetic sensor provided with the hard magnetic alloy thin film has been described above, the present invention is not limited to this, and the hard magnetic alloy thin film according to the present invention may be used for a generator or a motor. For example, the generator includes a rotating shaft, a substantially cylindrical magnet portion attached to the rotating shaft, and a magnetic core formed by winding a winding facing the magnet portion and spaced apart from the magnet portion. The magnet portion using a magnet made of the hard magnetic alloy thin film of the present invention can be used. In this generator, the magnet rotates when the rotating shaft is rotated, whereby the magnet and the magnetic core move relative to each other to change the direction of the magnetic flux received by the magnetic core. Flows.

【００５８】上記の発電機に備えられた磁石部には、前
述の硬磁性合金薄膜が設けられており、この硬磁性合金
薄膜は、最大磁気エネルギー積（（ＢＨ）max）が大き
いために残留磁化（Ｉｒ）が大きく、発電機の巻線に流
れる電流によって生じる電流磁界が硬磁性合金薄膜を減
磁させたとしても、なお十分に高い磁化を維持すること
が可能であるので、磁石部が消磁されることなく磁心に
十分な磁束を与えることができ、また、磁心に大きな磁
束が与えられるので、より高い電圧の電流を発生させる
ことが可能となって高出力な発電機を構成することがで
きる。The above-described hard magnetic alloy thin film is provided on the magnet portion provided in the above-mentioned generator, and the hard magnetic alloy thin film has a large maximum magnetic energy product ((BH) max ) and thus has a residual hard magnetic alloy thin film. Even if the magnetization (Ir) is large and the current magnetic field generated by the current flowing through the winding of the generator demagnetizes the hard magnetic alloy thin film, it is possible to maintain a sufficiently high magnetization. A sufficient magnetic flux can be given to the magnetic core without being demagnetized, and a large magnetic flux is given to the magnetic core. Can be.

【００５９】また、モータとしては、ロータとステータ
をから構成され、ロータまたはステータのいずれか一方
に、本発明の硬磁性合金薄膜が備えられたものを挙げる
ことができる。かかるモータによれば、ロータまたはス
テータのいずれか一方に、前記の硬磁性合金薄膜が備え
られており、この硬磁性合金薄膜は、最大磁気エネルギ
ー積（（ＢＨ）max）が大きいので、モータの回転トル
クを高くすることができる。The motor includes a rotor and a stator, and one of the rotor and the stator is provided with the hard magnetic alloy thin film of the present invention. According to such a motor, either the rotor or the stator is provided with the hard magnetic alloy thin film, and the hard magnetic alloy thin film has a large maximum magnetic energy product ((BH) max ). The rotation torque can be increased.

【００６０】[0060]

【実施例】（実験例１）Ｃｏ、Ｆｅ、Ｓｍ、Ｚｒ及びＢ
を原料としてそれぞれ所定量秤量し、減圧Ａｒ雰囲気下
においてこれらの原料を高周波誘導加熱装置またはアー
ク放電加熱装置で溶解して、所定の組成のインゴットを
作製した。このインゴットをるつぼ内に入れて溶解し、
ノズルから回転しているロールに溶湯を吹き出して急冷
する単ロール法によって、減圧Ａｒ雰囲気下で（Ｃｏ
0.72Ｆｅ0.28）98-y-tＳｍyＺｒ2Ｂ t（但し、ｙ＝６、
８、１０、１２、１４、１６、ｔ＝３、５、７、９、１
１）なる組成の急冷薄帯を得た。また、同様にして（Ｃ
ｏ0.72Ｆｅ0.28）98-y-tＳｍyＮｂ2Ｂt（但し、ｙ＝
８、１０、１２、１４、１６、ｔ＝３、５、７、９）な
る組成の急冷薄帯を得た。得られた急冷薄帯について、
Ｘ線回折分析によって薄帯の組織の状態を調査した。更
に、得られた薄帯について、ＶＳＭ（振動試料型磁力
計）を用い、１．５Ｔの印加磁場中及び真空中で室温に
おける保磁力（ｉＨｃ）を測定した。結果を図２及び図
３に示す。EXAMPLES (Experimental example 1) Co, Fe, Sm, Zr and B
Is weighed in a predetermined amount as a raw material, and is weighed under a reduced pressure Ar
In the high frequency induction heating device or
Dissolve in an incandescent heater to produce an ingot of the specified composition
Produced. Dissolve this ingot in a crucible,
Blows molten metal from nozzle to rotating roll and quench
(Co) under a reduced pressure Ar atmosphere by a single roll method
0.72Fe0.28)98-ytSmyZrTwoB t(However, y = 6,
8, 10, 12, 14, 16, t = 3, 5, 7, 9, 1,
1) A quenched ribbon having the following composition was obtained. Similarly, (C
o0.72Fe0.28)98-ytSmyNbTwoBt(However, y =
8, 10, 12, 14, 16, t = 3, 5, 7, 9)
A quenched ribbon having the following composition was obtained. About the obtained quenched ribbon,
The state of the tissue of the ribbon was examined by X-ray diffraction analysis. Change
The VSM (vibrating sample type magnetic force)
At room temperature in an applied magnetic field of 1.5 T and in vacuum.
The coercive force (iHc) was measured. Fig. 2 and Fig.
3 is shown.

【００６１】図２に示すように、（Ｃｏ0.72Ｆｅ0.28）
98-y-tＳｍyＺｒ2Ｂtなる組成の急冷薄帯については、
ｙ＝８原子％以上かつｔ＝１１原子％以上、または、ｙ
＝１４原子％以上かつｔ＝３原子％以上の条件では組織
のほぼ全てが非晶質相となり、またｙ＝６原子％、３原
子％≦ｔ≦９原子％では結晶質相となり、それ以外の条
件では非晶質相と結晶質相が混合した状態となる。従っ
て、（Ｃｏ0.72Ｆｅ0.28）98-y-tＳｍyＺｒ2Ｂtなる組
成の急冷薄帯の場合においては、合金溶湯を急冷して非
晶質相を主相とする急冷薄帯を得るには、合金中のＳｍ
の濃度が少なくとも８原子％以上必要であることがわか
る。これにより、Ｍ＝Ｚｒの場合、Ｓｍの濃度が８原子
％以上であれば熱処理後に均一かつ微細な結晶質相を析
出させることが可能となる。更に、保磁力（ｉＨｃ）に
ついては、どの薄帯についても６４〜１１４ Ｏｅ程度
であり、熱処理を施していない急冷薄帯は、保磁力（ｉ
Ｈｃ）が小さいことがわかる。As shown in FIG. 2, (Co 0.72 Fe 0.28 )
The 98-yt Sm quenched ribbons of y Zr 2 B t a composition,
y = 8 at% or more and t = 11 at% or more, or y
= 14 atomic% or more and t = 3 atomic% or more, almost all of the structure becomes an amorphous phase, and if y = 6 atomic%, 3 atomic% ≦ t ≦ 9 atomic%, it becomes a crystalline phase. Under the condition (1), an amorphous phase and a crystalline phase are mixed. Thus, in the (Co 0.72 Fe 0.28) 98- yt Sm y Zr 2 For quenched ribbon of B t a composition obtains a quenched ribbon for a main phase an amorphous phase by quenching the molten alloy , Sm in alloy
Is required to be at least 8 atomic% or more. Thereby, when M = Zr, if the concentration of Sm is 8 atomic% or more, it is possible to precipitate a uniform and fine crystalline phase after the heat treatment. Further, the coercive force (iHc) is about 64 to 114 Oe for any ribbon, and the quenched ribbon that has not been subjected to the heat treatment has a coercive force (iHc).
Hc) is small.

【００６２】また、図３に示すように、（Ｃｏ0.72Ｆｅ
0.28）98-y-tＳｍyＮｂ2Ｂtなる組成の急冷薄帯につい
ては、ｙ＝１０原子％以上かつｔ＝５原子％以上、また
は、ｙ＝１４原子％以上かつｔ＝３原子％以上の条件で
は組織のほぼ全てが非晶質相となり、それ以外の条件で
は非晶質相と結晶質相が混合した状態となる。従って、
（Ｃｏ0.72Ｆｅ0.28）98-y-tＳｍyＮｂ2Ｂtなる組成の
急冷薄帯の場合においては、合金溶湯を急冷して非晶質
相を主相とする急冷薄帯を得るには、合金中のＳｍの濃
度が少なくとも１０原子％以上であれば良いことがわか
る。これにより、Ｍ＝Ｎｂの場合、Ｓｍの濃度が１０原
子％以上であれば熱処理後に均一かつ微細な結晶質相を
析出させることが可能となる。更に、保磁力（ｉＨｃ）
については、どの薄帯についても６４〜７４ Ｏｅ程度
であり、熱処理を施していない急冷薄帯は、保磁力（ｉ
Ｈｃ）が小さいことがわかる。なお、この実験例１にお
いては、薄帯状の試料のデータを示したが、スパッタリ
ングにより成膜して薄膜とした場合であっても、同様な
データが得られる。As shown in FIG. 3, (Co 0.72 Fe
For 0.28) 98-yt Sm quenched ribbons of y Nb 2 B t a composition, y = 10 atomic% or more and t = 5 atomic% or more, or, y = 14 atomic% or more and t = 3 atomic% or more Under the conditions, almost all of the structure becomes an amorphous phase, and under other conditions, the amorphous phase and the crystalline phase are mixed. Therefore,
In (Co 0.72 Fe 0.28) 98- yt Sm y Nb 2 For quenched ribbon of B t a composition is to obtain a quenched ribbon of the amorphous phase as a main phase by quenching the molten alloy, the alloy It can be seen that the concentration of Sm in the medium should be at least 10 atomic% or more. Thereby, in the case of M = Nb, if the concentration of Sm is 10 atomic% or more, a uniform and fine crystalline phase can be deposited after the heat treatment. Further, the coercive force (iHc)
Is about 64 to 74 Oe for any ribbon, and the quenched ribbon that has not been subjected to the heat treatment has a coercive force (i
Hc) is small. In this experimental example 1, data is shown for a sample in the form of a ribbon. However, similar data can be obtained even when a thin film is formed by sputtering.

【００６３】（実験例２）実験例１と同様にして、（Ｃ
ｏ0.72Ｆｅ0.28）77Ｓｍ12Ｚｒ2Ｂ9、（Ｃｏ0.72Ｆｅ
0.28）79Ｓｍ12Ｚｒ2Ｂ7、（Ｃｏ0.72Ｆｅ0.28）81Ｓｍ
12Ｚｒ2Ｂ5、（Ｃｏ 0.72Ｆｅ0.28）81Ｓｍ12Ｎｂ2Ｂ5、
（Ｃｏ0.72Ｆｅ0.28）79Ｓｍ12Ｎｂ2Ｂ7、（Ｃｏ0.72Ｆ
ｅ0.28）77Ｓｍ12Ｎｂ2Ｂ9、（Ｃｏ0.72Ｆｅ0.28）81Ｓ
ｍ10Ｎｂ2Ｂ7、（Ｃｏ0.72Ｆｅ0.28）79Ｓｍ10Ｎｂ2Ｂ9
なる組成の急冷薄帯を得た。次に、得られた急冷薄帯に
ついて、５×１０-5Ｐａ以下の赤外線イメージ炉中で、
昇温速度３Ｋ／分で８７３Ｋ（６００℃）〜１１７３Ｋ
（９００℃）まで昇温し、約３分間保持する条件で熱処
理することにより、微細な結晶質相を析出させた薄帯試
料を得た。次に、得られた薄帯試料について、透過型電
子顕微鏡（ＴＥＭ）により、微細な結晶質相の平均粒径
を測定した。結果を表１に示す。(Experimental Example 2) In the same manner as in Experimental Example 1, (C
o0.72Fe0.28)77Sm12ZrTwoB9, (Co0.72Fe
0.28)79Sm12ZrTwoB7, (Co0.72Fe0.28)81Sm
12ZrTwoBFive, (Co 0.72Fe0.28)81Sm12NbTwoBFive,
(Co0.72Fe0.28)79Sm12NbTwoB7, (Co0.72F
e0.28)77Sm12NbTwoB9, (Co0.72Fe0.28)81S
mTenNbTwoB7, (Co0.72Fe0.28)79SmTenNbTwoB9
A quenched ribbon having the following composition was obtained. Next, on the resulting quenched ribbon
About 5 × 10-FiveIn an infrared image furnace below Pa,
873K (600 ° C) to 1173K at a heating rate of 3K / min
(900 ° C) and heat treatment under the condition of holding for about 3 minutes.
Strip test to precipitate a fine crystalline phase
I got the fee. Next, for the obtained ribbon sample,
Average particle size of fine crystalline phase by electron microscope (TEM)
Was measured. Table 1 shows the results.

【００６４】表１から明らかなように、熱処理温度が６
００℃以上の薄帯試料では、結晶粒の平均粒径が約５０
μｍとなり、微細な結晶質相が析出していることがわか
る。なお、この実験例２においては、薄帯状の試料のデ
ータを示したが、スパッタリングにより成膜して薄膜と
した場合であっても、同様なデータが得られる。As is clear from Table 1, the heat treatment temperature was 6
In a ribbon sample at a temperature of 00 ° C. or higher, the average grain size of the crystal grains is about 50.
μm, indicating that a fine crystalline phase was precipitated. In this experimental example 2, data is shown for a sample in the form of a ribbon, but similar data can be obtained even when a thin film is formed by sputtering.

【００６５】[0065]

【表１】 [Table 1]

【００６６】（実験例３）実験例１と同様にして（Ｃｏ
1-fＦｅf）86-yＳｍ12Ｎｂ2Ｂy、（Ｃｏ0.72Ｆｅ 0.28）
88-x-yＳｍ12ＮｂxＢy、（Ｃｏ0.72Ｆｅ0.28）98-x-yＳ
ｍyＮｂ2Ｂx、（Ｃｏ0.72Ｆｅ0.28）98-x-yＳｍyＺｒ2
Ｂxなる組成の急冷薄帯を得た。次に得られた各急冷薄
帯合金について昇温速度３Ｋ／分、熱処理温度６５０〜
８５０℃、保持時間３分の条件で熱処理を行い薄帯試料
を得た。次に得られた試料について、Ｆｅ、Ｎｂ、Ｂ、
Ｓｍの濃度を種々変更して保磁力（ｉＨｃ）、残留磁化
（Ｉｒ）、１．５Ｔの印加磁化における磁化（Ｉ1.5）
を測定し、これら元素の濃度に対する各磁気特性の依存
性を測定した。得られた結果を図４〜図８に示す。(Experimental Example 3) In the same manner as in Experimental Example 1, (Co
1-fFef)86-ySm12NbTwoBy, (Co0.72Fe 0.28)
88-xySm12NbxBy, (Co0.72Fe0.28)98-xyS
myNbTwoBx, (Co0.72Fe0.28)98-xySmyZrTwo
BxA quenched ribbon having the following composition was obtained. Then each quenched thin obtained
For the band alloy, the heating rate was 3K / min, and the heat treatment temperature was 650
Heat treatment under conditions of 850 ° C and holding time of 3 minutes
I got Next, about the obtained sample, Fe, Nb, B,
Coercive force (iHc), residual magnetization by variously changing Sm concentration
(Ir), magnetization (I1.5)
And the dependence of each magnetic property on the concentration of these elements
The properties were measured. The obtained results are shown in FIGS.

【００６７】図４は、（Ｃｏ1-fＦｅf）86-yＳｍ12Ｎｂ
2Ｂyなる組成（ｙ＝５、７原子％）の薄帯試料につい
て、Ｆｅの濃度（ｆ）に対する各磁気特性の依存性を示
す。図４より明らかなように、保磁力（ｉＨｃ）に関し
ては、Ｂ濃度（ｙ）が５原子％の試料よりも７原子％の
試料の方が高く、残留磁化（Ｉｒ）と磁化（Ｉ1.5）は
Ｆｅ濃度（ｆ）が多くなると上昇する傾向がある。従っ
て、１００ｅｍｕ／ｇ以上の高い残留磁化（Ｉｒ）と８
０ｅｍｕ／ｇ以上の高い磁化（Ｉ1.5）を保持したま
ま、１０００ Ｏｅ以上の保磁力（ｉＨｃ）を得るため
には、Ｆｅ濃度（ｆ）は少なくとも０．５以下とすると
良いことがわかる。FIG. 4 shows (Co 1-f Fe f ) 86-y Sm 12 Nb
For ribbon samples of 2 B y having a composition (y = 5, 7 atomic%), shows the dependence of the magnetic properties to the concentration of Fe (f). As is clear from FIG. 4, with respect to the coercive force (iHc), the sample having a B concentration (y) of 7 atom% is higher than the sample of 5 atom%, and the remanent magnetization (Ir) and the magnetization (I 1.5 ) Tends to increase as the Fe concentration (f) increases. Therefore, high remanent magnetization (Ir) of 100 emu / g or more and 8
It can be seen that the Fe concentration (f) should be at least 0.5 or less in order to obtain a coercive force (iHc) of 1000 Oe or more while maintaining high magnetization (I 1.5 ) of 0 emu / g or more.

【００６８】図５は、（Ｃｏ0.72Ｆｅ0.28）88-x-yＳｍ
12ＮｂxＢyなる組成（ｙ＝５、７原子％）の薄帯試料に
ついて、Ｎｂ濃度（ｘ）を０〜５原子％の範囲で変化さ
せたときの各磁気特性を示す。図５から明らかなよう
に、Ｂ濃度（ｙ）が５原子％及び７原子％の試料の両方
とも、Ｎｂ濃度（ｘ）が２〜４原子％の場合に、特に高
い保磁力（ｉＨｃ）を示していることがわかる。図５よ
り、高い残留磁化（Ｉｒ）と高い磁化（Ｉ1.5）を保持
しつつ、１０００ Ｏｅ以上の保磁力（ｉＨｃ）を得る
ためには、Ｎｂの濃度を０〜４原子％とすると良いこと
がわかる。FIG. 5 shows (Co 0.72 Fe 0.28 ) 88-xy Sm
For ribbon sample of 12 Nb x B y having the composition (y = 5, 7 atomic%), showing the respective magnetic characteristics when Nb concentration (x) was varied in the range of 0 to 5 atomic%. As is clear from FIG. 5, both the samples having the B concentration (y) of 5 at% and 7 at% have a particularly high coercive force (iHc) when the Nb concentration (x) is 2 to 4 at%. It turns out that it shows. From FIG. 5, in order to obtain a coercive force (iHc) of 1000 Oe or more while maintaining high remanent magnetization (Ir) and high magnetization (I 1.5 ), the Nb concentration should be 0 to 4 atomic%. I understand.

【００６９】図６は、（Ｃｏ0.72Ｆｅ0.28）98-x-yＳｍ
yＮｂ2Ｂxなる組成（ｙ＝８、１０、１２原子％）の薄
帯試料について、Ｂ濃度（ｘ）を０．５〜１１原子％の
範囲で変化させたときの各磁気特性を示す。図６から明
らかなように、Ｓｍ濃度（ｙ）が１２原子％の試料で
は、Ｂ濃度（ｘ）を０．５〜１０原子％とすることによ
り、高い残留磁化（Ｉｒ）と高い磁化（Ｉ1.5）を保持
しつつ、１０００Ｏｅよりも高い保磁力（ｉＨｃ）が得
られている。特に、Ｂ濃度（ｘ）を９原子％以下若しく
は２原子％以上とすることにより、より大きな保磁力が
得られることがわかる。FIG. 6 shows (Co 0.72 Fe 0.28 ) 98-xy Sm
Each magnetic characteristic when the B concentration (x) is changed in the range of 0.5 to 11 atomic% is shown for the ribbon sample having the composition of y Nb 2 B x (y = 8, 10, 12 atomic%). . As is clear from FIG. 6, in the sample in which the Sm concentration (y) is 12 atomic%, by setting the B concentration (x) to 0.5 to 10 atomic%, the high residual magnetization (Ir) and the high magnetization (I While maintaining 1.5 ), a coercive force (iHc) higher than 1000 Oe is obtained. In particular, it can be seen that a larger coercive force can be obtained by setting the B concentration (x) to 9 atomic% or less or 2 atomic% or more.

【００７０】図７は、（Ｃｏ0.72Ｆｅ0.28）98-x-yＳｍ
yＺｒ2Ｂxなる組成（ｙ＝８、１０、１２、１４原子
％）の試料のＢ濃度（ｘ）を０．５〜１１原子％変化さ
せたときの各磁気特性を示す。図７から明かなように、
Ｂ濃度（ｘ）が１０原子％以下の試料において、高い残
留磁化（Ｉｒ）と高い磁化（Ｉ1.5）を保持しつつ、１
０００ Ｏｅ以上の（ｉＨｃ）を得ることができる。ま
た、１０００ Ｏｅの保磁力（ｉＨｃ）を確実に得るた
めには、Ｂ濃度（ｘ）を２〜１０原子％とすると良いこ
とがわかる。従って、これらの薄帯状の試料を粉砕して
得られる本発明に係る硬磁性合金粉末は、優れた硬磁気
特性を有していることがわかる。FIG. 7 shows (Co 0.72 Fe 0.28 ) 98-xy Sm
Each magnetic property when the B concentration (x) of a sample having a composition of y Zr 2 B x (y = 8, 10, 12, 14 at%) is changed by 0.5 to 11 at% is shown. As is clear from FIG.
In a sample having a B concentration (x) of 10 atomic% or less, while maintaining high remanent magnetization (Ir) and high magnetization (I 1.5 ), 1
(IHc) of 000 Oe or more can be obtained. Further, it can be seen that the B concentration (x) is preferably set to 2 to 10 atomic% in order to surely obtain a coercive force (iHc) of 1000 Oe. Therefore, it is understood that the hard magnetic alloy powder according to the present invention obtained by pulverizing these ribbon-shaped samples has excellent hard magnetic properties.

【００７１】（実験例４）実験例１と同様にして、（Ｃ
ｏ0.72Ｆｅ0.28）98-y-tＮｂ2ＳｍyＢt（但し、ｙ＝１
１〜１６原子％、ｔ＝３〜９原子％である）なる組成の
急冷薄帯を得た。上記急冷薄帯について、５×１０-5Ｐ
ａ以下の赤外線イメージ炉中で、昇温速度３Ｋ／分、熱
処理温度（Ｔａ）７００℃、保持時間３分の条件で熱処
理することにより、微細な結晶質相が析出されてなる薄
帯試料を得た。これら薄帯試料の組成と、保磁力（ｉＨ
ｃ）、残留磁化（Ｉｒ）及び最大磁気エネルギー積
（（ＢＨ）max）との関係を図８及び図９に示す。(Experimental Example 4) In the same manner as in Experimental Example 1, (C
o 0.72 Fe 0.28) 98-yt Nb 2 Sm y B t ( where, y = 1
1-16 atomic%, and t = 3-9 atomic%). 5 × 10 -5 P for the quenched ribbon
The heat treatment is performed in an infrared image furnace having a temperature of 3 K / min, a heat treatment temperature (Ta) of 700 ° C., and a holding time of 3 minutes in the infrared image furnace. Obtained. The composition and coercive force (iH
c), the relationship between the residual magnetization (Ir) and the maximum magnetic energy product ((BH) max ) are shown in FIGS.

【００７２】図８に示すように、ｙ＋ｔ＝１８原子％
（ＳｍとＢの合計量）を満たす組成の場合に、６５０ｋ
Ａ／ｍ以上の高い保磁力（ｉＨｃ）が得られていること
がわかる。このようにＢを添加することにより、比較的
低いＳｍ濃度においても高い保磁力が得られることがわ
かる。また、図９に示すように、（Ｃｏ0.72Ｆｅ0.28）
98-y-tＮｂ2ＳｍxＢyにおいて、少なくとも１３原子％
≦ｙ≦１５原子％、かつ３原子％≦ｔ≦７原子％であれ
ば、最大磁気エネルギー積（（ＢＨ）max）≧６０ｋＪ
／ｍ3を得ることができ、１１原子％≦ｙ≦１５原子
％、かつ３原子％≦ｔ≦５原子％であれば、最大磁気エ
ネルギー積（（ＢＨ）max）≧７０ｋＪ／ｍ3を得ること
ができ、優れた硬磁気特性を有していることがわかる。As shown in FIG. 8, y + t = 18 atomic%
In the case of a composition satisfying (total amount of Sm and B), 650 k
It can be seen that a high coercive force (iHc) of A / m or more is obtained. It can be seen that by adding B in this manner, a high coercive force can be obtained even at a relatively low Sm concentration. Further, as shown in FIG. 9, (Co 0.72 Fe 0.28 )
In 98-yt Nb 2 Sm x B y, at least 13 atomic%
If ≦ y ≦ 15 at% and 3 at% ≦ t ≦ 7 at%, the maximum magnetic energy product ((BH) max ) ≧ 60 kJ
/ M 3 can be obtained, 11 atomic% ≦ y ≦ 15 atomic%, and if 3 atomic% ≦ t ≦ 5 atomic%, to obtain a maximum energy product ((BH) max) ≧ 70kJ / m 3 It can be seen that they have excellent hard magnetic properties.

【００７３】（実験例５）実験例１と同様にして、（Ｃ
ｏ0.72Ｆｅ0.28）83-xＳｍ12ＮｂxＢ5、（Ｃｏ0. 72Ｆｅ
0.28）81-xＳｍ12ＮｂxＢ7、（Ｃｏ0.72Ｆｅ0.28）80-x
Ｓｍ13ＮｂxＢ7、（但し、ｘ＝０〜４原子％）なる組成
の急冷薄帯を得た。上記急冷薄帯について、５×１０-5
Ｐａ以下の赤外線イメージ炉中で、昇温速度３Ｋ／分、
熱処理温度（Ｔａ）７００℃、保持時間３分の条件で熱
処理することにより、微細な結晶質相を析出させた薄帯
試料を得た。各薄帯試料について、Ｎｂ濃度（ｘ）と磁
気特性との関係を図１０に示す。図１０から明らかなよ
うに、Ｎｂを１〜２原子％添加することにより、硬磁気
特性が向上することがわかる。(Experimental Example 5) In the same manner as in Experimental Example 1, (C
o 0.72 Fe 0.28) 83-x Sm 12 Nb x B 5, (Co 0. 72 Fe
0.28 ) 81-x Sm 12 Nb x B 7 , (Co 0.72 Fe 0.28 ) 80-x
A quenched ribbon having a composition of Sm 13 Nb x B 7 (where x = 0 to 4 at%) was obtained. 5 × 10 -5 for the above quenched ribbon
In an infrared image furnace of Pa or lower, the heating rate is 3 K / min,
By performing a heat treatment under the conditions of a heat treatment temperature (Ta) of 700 ° C. and a holding time of 3 minutes, a ribbon sample in which a fine crystalline phase was precipitated was obtained. FIG. 10 shows the relationship between the Nb concentration (x) and the magnetic characteristics for each ribbon sample. As is clear from FIG. 10, the hard magnetic properties are improved by adding 1 to 2 atomic% of Nb.

【００７４】（実験例６）Ｃｏ、Ｆｅ、Ｓｍ、Ｚｒ、Ｎ
ｂ、Ｗ、Ｍｏ０、Ｔｉ、Ｐｒ、Ｔａ、Ｃ、Ｐ、Ｓｉ，Ａ
ｌＧａ、Ｇｅ及びＢ等を原料としてそれぞれ所定量秤量
し、減圧Ａｒ雰囲気下においてこれらの原料を高周波誘
導加熱装置またはアーク放電加熱装置で溶解して、種々
の組成のインゴットを作製し、このインゴットを所定の
形状に加工してスパッタリング用のターゲットを製造し
た。(Experimental example 6) Co, Fe, Sm, Zr, N
b, W, Mo0, Ti, Pr, Ta, C, P, Si, A
A predetermined amount of each of 1Ga, Ge, B, etc. is weighed as a raw material, and these raw materials are melted in a high-frequency induction heating device or an arc discharge heating device under a reduced-pressure Ar atmosphere to produce ingots of various compositions. It was processed into a predetermined shape to produce a sputtering target.

【００７５】次に、マグネトロンスパッタ装置を用い、
水冷（１０℃）、５０℃、１００℃、２００℃の種々の
温度に設定した銅基板上に、種々の組成の合金膜を成膜
した。スパッタ時の雰囲気は、アルゴン雰囲気とし、雰
囲気の圧力は１０ｍＴｏｒｒとし、ターゲット電圧１k
Ｖとした。また、製造時膜厚を３〜６μｍになるようス
パッタ時間を調節した。Next, using a magnetron sputtering apparatus,
Alloy films of various compositions were formed on copper substrates set at various temperatures of water cooling (10 ° C.), 50 ° C., 100 ° C., and 200 ° C. The atmosphere during sputtering was an argon atmosphere, the pressure of the atmosphere was 10 mTorr, and the target voltage was 1 k.
V. Further, the sputtering time was adjusted so that the film thickness at the time of manufacturing became 3 to 6 μm.

【００７６】次に、得られた合金薄膜について、５×１
０-3Ｔｏｒｒ以下の雰囲気中、６５０〜７００℃、３分
間加熱する条件で熱処理を行い、種々の組成の硬磁性合
金薄膜を得た。得られた硬磁性合金薄膜について、１．
５Ｔの磁界を印加したときの磁化（Ｉ 1.5）、残留磁化
（Ｉｒ）及び保磁力（ｉＨｃ）をＶＳＭにより測定し
た。なお、各磁気特性の測定は、硬磁性合金薄膜の面方
向について行った。また、成膜直後の合金薄膜の組織の
状態をＸ線回折法により調査した。これらの結果を表２
及び表３に示す。Next, regarding the obtained alloy thin film, 5 × 1
0-3650-700 ° C for 3 minutes in an atmosphere of Torr or less
Heat treatment under the condition of heating during
A gold thin film was obtained. About the obtained hard magnetic alloy thin film,
The magnetization when applying a magnetic field of 5T (I 1.5), Remanent magnetization
(Ir) and coercivity (iHc) were measured by VSM.
Was. In addition, the measurement of each magnetic property is performed on the surface of the hard magnetic alloy thin film.
I went about the direction. In addition, the structure of the alloy thin film immediately after film formation
The condition was investigated by X-ray diffraction. Table 2 shows these results.
And Table 3.

【００７７】表２及び表３から明らかなように、基板を
水冷（１０℃）した場合には、成膜後の合金薄膜の組織
が、アモルファス（非晶質）状態となっていることがわ
かる。これは、基板が比較邸低温であるため、ターゲッ
トからスパッタされた粒子が基板上にて堆積する際に急
冷されて、非晶質状態になったものと考えられる。これ
ら非晶質状態の薄膜を熱処理することにより、粒径が約
５０〜１００ｎｍの微細な結晶を析出させることができ
る。図１１には、（Ｃｏ0.72Ｆｅ0.28）81Ｎｂ2Ｓｍ12
Ｂ5なる組成の硬磁性合金薄膜の透過電子顕微鏡により
観察した組織構造を示す。図中符号Ａはハード磁性相で
あるＥ2Ｄ17相であり、符号Ｂはソフト磁性相であるｂ
ｃｃ−（Ｆｅ、ＣＯ）相であり、符号Ｃは非晶質相であ
る。図１１から明らかなように、本発明の硬磁性合金薄
膜は、ハード磁性相とソフト磁性相の混相状態が形成さ
れていると共に、ハード磁性相及びソフト磁性相を含む
結晶質相と、非晶質相からなるナノ複相組織が形成され
ていることがわかる。また、表２及び表３より、各種の
磁気特性についても、比較的良好な結果が得られてお
り、特に保磁力（ｉＨｃ）が最大のもので７００ｋＡ／
ｍのものが得られており、優れた硬磁気特性を有してい
ることがわかる。As is apparent from Tables 2 and 3, when the substrate was cooled with water (10 ° C.), the structure of the alloy thin film after film formation was in an amorphous state. . This is considered to be due to the fact that particles sputtered from the target were rapidly cooled when deposited on the substrate and became amorphous because the substrate was at a comparatively low temperature. By heat-treating these amorphous thin films, fine crystals having a particle size of about 50 to 100 nm can be precipitated. FIG. 11 shows (Co 0.72 Fe 0.28 ) 81 Nb 2 Sm 12
2 shows the structure of a hard magnetic alloy thin film having a composition of B 5 as observed by a transmission electron microscope. In the figure, the symbol A indicates the E 2 D 17 phase which is a hard magnetic phase, and the symbol B indicates b which is a soft magnetic phase.
The cc- (Fe, CO) phase, and the symbol C is an amorphous phase. As is apparent from FIG. 11, the hard magnetic alloy thin film of the present invention has a mixed phase of a hard magnetic phase and a soft magnetic phase, and has a crystalline phase including a hard magnetic phase and a soft magnetic phase, and an amorphous phase. It can be seen that a nano-multiphase structure composed of a solid phase is formed. Also, from Tables 2 and 3, relatively good results were obtained with respect to various magnetic properties. In particular, the maximum coercive force (iHc) was 700 kA /
m are obtained, and it is understood that the material has excellent hard magnetic properties.

【００７８】[0078]

【表２】 [Table 2]

【００７９】[0079]

【表３】 [Table 3]

【００８０】[0080]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
硬磁性合金薄膜は、Ｃｏを主成分とし、元素Ｑと、Ｓｍ
とを含み、かつ微細な結晶質相と非晶質相からなるもの
であり、微細な結晶質相と非晶質相とからなるナノ複相
組織が形成されているので、小型で強力な硬磁性を有す
る永久磁石とすることができる。As described above in detail, the hard magnetic alloy thin film of the present invention contains Co as a main component, and contains the elements Q and Sm.
And comprises a fine crystalline phase and an amorphous phase, and a nano-multiphase structure composed of a fine crystalline phase and an amorphous phase is formed. It can be a permanent magnet having magnetism.

【００８１】また、上述の組成に、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔａ、
Ｈｆ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｖのうちの１種または２種以上
の元素Ｍと、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐ
ｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙ
ｂ、Ｌｕのうちの１種または２種以上の元素Ｒと、Ａ
ｌ、Ｇｅ、Ｇａ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕのうちの１種または
２種以上の元素Ｘとのうちの少なくとも１種以上の元素
を含んだ硬磁性合金薄膜は、非晶質相の形成能を更に高
めることができるので、より優れた硬磁気特性を発揮で
きる。Further, Nb, Zr, Ta,
One or more elements M of Hf, Mo, W, Ti, V, and Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, P
m, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Y
b, one or more elements R of Lu, and A
The hard magnetic alloy thin film containing at least one or more of one or more of the elements X of l, Ge, Ga, Ag, Pt, and Au has an ability to form an amorphous phase. Since the hardness can be further increased, more excellent hard magnetic properties can be exhibited.

【００８２】また本発明の硬磁性合金薄膜は、組織の少
なくとも５０体積％以上が平均結晶粒径１００ｎｍ以
下、好ましくは平均結晶粒径５０ｎｍ以下の微細な結晶
質相であり、更に、組織中に少なくともｂｃｃ−Ｆｅ
相、ｂｃｃ−（ＦｅＣｏ）相、固溶原子を含んだＤ20Ｅ
3Ｑ相または残留する非晶質相のうちの少なくとも一相
を含むソフト磁性相と、少なくとも固溶原子を含んだＥ
2Ｄ17相を含むハード磁性相との混相状態が形成された
ものであるので、硬磁性合金薄膜の硬磁気特性を優れた
ものとすることができる。また、硬磁性合金薄膜に、ソ
フト磁性相とハード磁性相とのそれぞれのの特性を付与
することができる。In the hard magnetic alloy thin film of the present invention, at least 50% by volume or more of the structure is a fine crystalline phase having an average crystal grain size of 100 nm or less, preferably an average crystal grain size of 50 nm or less. At least bcc-Fe
Phase, bcc- (FeCo) phase, D 20 E containing solid solution atoms
3 A soft magnetic phase containing at least one of the Q phase or the remaining amorphous phase, and an E containing at least a solid solution atom.
Since in which mixed phase of a hard magnetic phase comprising 2 D 17 phase is formed, it can be provided with excellent hard magnetic properties of the hard magnetic alloy thin film. Further, the properties of the soft magnetic phase and the properties of the hard magnetic phase can be imparted to the hard magnetic alloy thin film.

【００８３】本発明の硬磁性合金薄膜は、下記組成式で
表されるものであるので、スパッタ法、蒸着法等の手段
により薄膜を形成した場合に非晶質相を主相とする合金
薄膜が容易に得られ、また、これを熱処理したものは微
細な結晶質相を析出させることが可能となり、優れた硬
磁気特性を発揮させることができる。即ち、 （Ｃｏ1-fＴf）100-x-y-z-tＭxＳｍyＲzＱt （但し、Ｔは、Ｆｅ、Ｎｉのうちの１種または２種以上
の元素であり、Ｍは、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｍｏ、
Ｗ、Ｔｉ、Ｖのうちの１種または２種以上の元素であ
り、ＲはＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅ
ｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ
のうちの１種または２種以上の元素であり、Ｑは、Ｐ、
Ｃ、Ｓｉ、Ｂのうちの１種または２種以上の元素であ
り、０≦ｆ＜０．５、０原子％≦ｘ≦４原子％、８原子
％≦ｙ≦１６原子％、０原子％≦ｚ≦５原子％、０．５
原子％≦ｔ≦１０原子％、０原子％≦ｕ≦５原子％、８
原子％≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦１６原子％である）または、 （Ｃｏ1-fＴf）100-x-y-z-t-uＭxＳｍyＲzＱtＸu （但し、Ｔは、Ｆｅ、Ｎｉのうちの１種または２種以上
の元素であり、Ｍは、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｍｏ、
Ｗ、Ｔｉ、Ｖのうちの１種または２種以上の元素であ
り、ＲはＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅ
ｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ
のうちの１種または２種以上の元素であり、Ｑは、Ｐ、
Ｃ、Ｓｉ、Ｂのうちの１種または２種以上の元素であ
り、Ｘは、Ａｌ、Ｇｅ、Ｇａ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕのうち
の１種または２種以上の元素であり、０≦ｆ＜０．５、
０原子％≦ｘ≦４原子％、８原子％≦ｙ≦１６原子％、
０原子％≦ｚ≦５原子％、０．５原子％≦ｔ≦１０原子
％、０原子％≦ｕ≦５原子％、８原子％≦ｘ＋ｙ＋ｘ≦
１６原子％である）Since the hard magnetic alloy thin film of the present invention is represented by the following composition formula, when a thin film is formed by means such as sputtering or vapor deposition, an alloy thin film having an amorphous phase as a main phase is formed. Can be easily obtained, and when heat-treated, a fine crystalline phase can be precipitated, and excellent hard magnetic properties can be exhibited. That, (Co 1-f T f ) 100-xyzt M x Sm y R z Q t ( where, T is, Fe, is one or more elements of Ni, M is, Nb, Zr , Ta, Hf, Mo,
One or more of W, Ti, and V elements, and R is Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, E
u, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu
Wherein Q is P,
One or more of C, Si and B, 0 ≦ f <0.5, 0 atomic% ≦ x ≦ 4 atomic%, 8 atomic% ≦ y ≦ 16 atomic%, 0 atomic% ≦ z ≦ 5 atomic%, 0.5
Atomic% ≦ t ≦ 10 atomic%, 0 atomic% ≦ u ≦ 5 atomic%, 8
Atomic% ≦ x + y + z ≦ 16 is atomic%) or, (Co 1-f T f ) 100-xyztu M x Sm y R z Q t X u ( where, T is, Fe, 1 kind of Ni or 2 M is Nb, Zr, Ta, Hf, Mo,
One or more of W, Ti, and V elements, and R is Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, E
u, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu
Wherein Q is P,
X is one or more elements of C, Si, and B, and X is one or more elements of Al, Ge, Ga, Ag, Pt, and Au, and 0 ≦ f <0.5,
0 atomic% ≦ x ≦ 4 atomic%, 8 atomic% ≦ y ≦ 16 atomic%,
0 atomic% ≦ z ≦ 5 atomic%, 0.5 atomic% ≦ t ≦ 10 atomic%, 0 atomic% ≦ u ≦ 5 atomic%, 8 atomic% ≦ x + y + x ≦
16 atomic%)

【００８４】また、上述の組成式において、組成比を示
すｆが、０．２≦ｆ＜０．５の範囲とした場合には、よ
り優れた硬磁気特性を発揮できる。更に、本発明の硬磁
性合金薄膜に、Ｎｂを必ず添加した場合には、硬磁性合
金薄膜の保磁力（ｉＨｃ）を大きくすることができ、薄
膜とした場合でも優れた硬磁気特性を発揮できる。Further, in the above composition formula, when f indicating the composition ratio is in the range of 0.2 ≦ f <0.5, more excellent hard magnetic characteristics can be exhibited. Further, when Nb is always added to the hard magnetic alloy thin film of the present invention, the coercive force (iHc) of the hard magnetic alloy thin film can be increased, and even when the thin film is formed, excellent hard magnetic characteristics can be exhibited. .

【００８５】また、本発明の硬磁性合金薄膜は、薄膜の
形成条件を任意に設定することにより非晶質相を主相と
する合金薄膜か、あるいは結晶質相を主相とし残部が非
晶質相である合金薄膜のいずれかをを得ることができ、
またこれらを熱処理することで組織中に微細な結晶質相
を析出させることができるので、微細な結晶質相と残留
する非晶質相とからなるナノ複相組織を容易に形成する
ことができ、硬磁性合金薄膜の硬磁気特性を優れたもの
とすることができる。The hard magnetic alloy thin film of the present invention can be formed by arbitrarily setting the conditions for forming the thin film to be an alloy thin film having an amorphous phase as a main phase, or a crystalline phase as a main phase and the remainder being amorphous. It is possible to obtain any of the alloy thin films that are the phase,
In addition, since a fine crystalline phase can be precipitated in the structure by heat-treating them, a nano-multiphase structure composed of a fine crystalline phase and a remaining amorphous phase can be easily formed. In addition, the hard magnetic alloy thin film can have excellent hard magnetic properties.

【００８６】本発明の硬磁性合金薄膜は、優れた硬磁気
特性を有するので、磁気式センサ、発電機、モータ、ア
クチュエータ、ロータリーエンコーダ、スピーカ等に好
適に用いることができる。Since the hard magnetic alloy thin film of the present invention has excellent hard magnetic properties, it can be suitably used for magnetic sensors, generators, motors, actuators, rotary encoders, speakers and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】 本発明の実施形態である磁気式センサの要部
を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a main part of a magnetic sensor according to an embodiment of the present invention.

【図２】 （Ｃｏ0.72Ｆｅ0.28）98-y-tＳｍyＺｒ2Ｂt
（但し、ｙ＝６、８、１０、１２、１４、１６、ｔ＝
３、５、７、９、１１）なる組成の急冷薄帯の組織の状
態及び保磁力（ｉＨｃ）を示す図である。[2] (Co 0.72 Fe 0.28) 98- yt Sm y Zr 2 B t
(However, y = 6, 8, 10, 12, 14, 16, t =
It is a figure which shows the state of a structure | tissue and the coercive force (iHc) of the quenched ribbon of a composition of 3, 5, 7, 9, 11).

【図３】 （Ｃｏ0.72Ｆｅ0.28）98-y-tＳｍyＮｂ2Ｂt
（但し、ｙ＝８、１０、１２、１４、１６、ｔ＝３、
５、７、９）なる組成の急冷薄帯の組織の状態及び保磁
力（ｉＨｃ）を示す図である。[3] (Co 0.72 Fe 0.28) 98- yt Sm y Nb 2 B t
(However, y = 8, 10, 12, 14, 16, t = 3,
It is a figure which shows the state of a structure | tissue and the coercive force (iHc) of the quenched ribbon of the composition of 5, 7, 9).

【図４】 （Ｃｏ1-fＦｅf）86-yＳｍ12Ｎｂ2Ｂy（ｙ＝
５、７）なる組成の薄帯試料の磁化（Ｉ1.5）、残留磁
化（Ｉｒ）、保磁力（ｉＨｃ）のＦｅ濃度（ｆ）の依存
性を示す図である。[4] (Co 1-f Fe f) 86-y Sm 12 Nb 2 B y (y =
FIG. 5 is a diagram showing the dependence of the magnetization (I 1.5 ), the remanent magnetization (Ir), and the coercive force (iHc) on the Fe concentration (f) of the ribbon sample having the composition of 5, 7).

【図５】 （Ｃｏ0.72Ｆｅ0.28）88-x-yＳｍ12ＮｂxＢy
（ｙ＝５、７）なる組成の薄帯試料の磁化（Ｉ1.5）、
残留磁化（Ｉｒ）、保磁力（ｉＨｃ）のＮｂ濃度（ｘ）
の依存性を示す図である。[5] (Co 0.72 Fe 0.28) 88- xy Sm 12 Nb x B y
Magnetization (I 1.5 ) of a ribbon sample having the composition (y = 5, 7),
Residual magnetization (Ir), Nb concentration (x) of coercive force (iHc)
FIG.

【図６】 （Ｃｏ0.72Ｆｅ0.28）98-x-yＳｍyＮｂ2Ｂx
（ｙ＝８、１０、１２）なる組成の薄帯試料の磁化（Ｉ
1.5）、残留磁化（Ｉｒ）、保磁力（ｉＨｃ）のＢ濃度
（ｘ）の依存性を示す図である。[6] (Co 0.72 Fe 0.28) 98- xy Sm y Nb 2 B x
(Y = 8, 10, 12) The magnetization (I
1.5 ) Dependence of B concentration (x) on residual magnetization (Ir) and coercive force (iHc).

【図７】 （Ｃｏ0.72Ｆｅ0.28）98-x-yＳｍyＮｂ2Ｂx
（ｙ＝８、１０、１２、１４）なる組成の薄帯試料の磁
化（Ｉ1.5）、残留磁化（Ｉｒ）、保磁力（ｉＨｃ）の
Ｂ濃度（ｘ）の依存性を示す図である。[7] (Co 0.72 Fe 0.28) 98- xy Sm y Nb 2 B x
FIG. 4 is a diagram showing the dependence of magnetization (I 1.5 ), remanence magnetization (Ir), and coercive force (iHc) on the B concentration (x) of a ribbon sample having a composition of (y = 8, 10, 12, 14).

【図８】 （Ｃｏ0.72Ｆｅ0.28）98-y-tＮｂ2ＳｍyＢt
（但し、ｙ＝１１〜１６原子％、ｔ＝３〜９原子％）な
る組成の薄帯試料の保磁力（ｉＨｃ）及び残留磁化（Ｉ
ｒ）を示す図である。[8] (Co 0.72 Fe 0.28) 98- yt Nb 2 Sm y B t
(However, the coercive force (iHc) and the remanent magnetization (I) of a ribbon sample having a composition of y = 11 to 16 atomic% and t = 3 to 9 atomic%.
It is a figure showing r).

【図９】 （Ｃｏ0.72Ｆｅ0.28）98-y-tＮｂ2ＳｍyＢt
（但し、ｙ＝１１〜１６原子％、ｔ＝３〜９原子％）な
る組成の薄帯試料の最大磁気エネルギー積（（ＢＨ）
max）を示す図である。[9] (Co 0.72 Fe 0.28) 98- yt Nb 2 Sm y B t
(However, the maximum magnetic energy product ((BH)) of a ribbon sample having a composition of y = 11 to 16 atomic% and t = 3 to 9 atomic%.
max ).

【図１０】 （Ｃｏ0.72Ｆｅ0.28）83-xＳｍ12Ｎｂ
xＢ5、（Ｃｏ0.72Ｆｅ0. 28）81-xＳｍ12ＮｂxＢ7及び
（Ｃｏ0.72Ｆｅ0.28）80-xＳｍ13ＮｂxＢ7なる組成の薄
帯試料の残留磁化（Ｉｒ）、角形比（Ｉｒ／Ｉ1.5）及
び保磁力（ｉＨｃ）のＮｂ濃度依存性を示す図である。FIG. 10 (Co 0.72 Fe 0.28 ) 83-x Sm 12 Nb
x B 5, (Co 0.72 Fe 0. 28) 81-x Sm 12 Nb x B 7 and (Co 0.72 Fe 0.28) 80- x Sm 13 Nb x residual magnetization (Ir) of the ribbon samples of B 7 a composition, is a diagram showing a Nb concentration dependency of the squareness ratio (Ir / I 1.5) and coercive force (iHc).

【図１１】 （Ｃｏ0.72Ｆｅ0.28）81Ｎｂ2Ｓｍ12Ｂ5な
る組成の硬磁性合金薄膜の透過型電子顕微鏡により観察
した結晶組織の拡大模式図である。FIG. 11 is an enlarged schematic view of a crystal structure of a hard magnetic alloy thin film having a composition of (Co 0.72 Fe 0.28 ) 81 Nb 2 Sm 12 B 5 as observed by a transmission electron microscope.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 磁気式センサ ２ 基板 ３ 磁石（硬磁性合金薄膜） ４ 磁気検出素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Magnetic sensor 2 Substrate 3 Magnet (hard magnetic alloy thin film) 4 Magnetic detection element

フロントページの続き (72)発明者 畑内 隆史 東京都大田区雪谷大塚町１番７号 アルプ ス電気株式会社内 Ｆターム(参考） 2G017 AD55 AD63 AD65 5E049 AA04 AA09 AC01 BA01 BA11 BA16 EB06 5H622 AA03 DD02 QA05 QA06 QA08Continued on the front page (72) Inventor Takashi Hatanai 1-7 Yukiya Otsuka-cho, Ota-ku, Tokyo Alps Electric Co., Ltd. F-term (reference) 2G017 AD55 AD63 AD65 5E049 AA04 AA09 AC01 BA01 BA11 BA16 EB06 5H622 AA03 DD02 QA05 QA06 QA08

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 Ｃｏを主成分とし、Ｐ、Ｃ、Ｓｉ、Ｂの
うちの１種または２種以上の元素ＱとＳｍとを含み、非
晶質相と平均結晶粒径１００ｎｍ以下の微細な結晶質相
とからなることを特徴とする硬磁性合金薄膜。1. A fine particle having Co as a main component, one or more of P, C, Si, and B elements Q and Sm, an amorphous phase and an average crystal grain size of 100 nm or less. A hard magnetic alloy thin film comprising a crystalline phase. 【請求項２】 Ｃｏを主成分とし、 Ｐ、Ｃ、Ｓｉ、Ｂのうちの１種または２種以上の元素Ｑ
と、 Ｓｍと、 Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｖのうちの
１種または２種以上の元素Ｍを含み、 非晶質相と平均結晶粒径１００ｎｍ以下の微細な結晶質
相とからなることを特徴とする硬磁性合金薄膜。2. Co is a main component, and one or more elements Q of P, C, Si, and B are
And Sm; Nb, Zr, Ta, Hf, Mo, W, Ti, and one or more elements M of V, and an amorphous phase and fine crystals having an average crystal grain size of 100 nm or less. A hard magnetic alloy thin film comprising a hard phase. 【請求項３】 Ｃｏを主成分とし、 Ｐ、Ｃ、Ｓｉ、Ｂのうちの１種または２種以上の元素Ｑ
と、 Ｓｍとを必ず含み、 Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｖのうちの
１種または２種以上の元素Ｍと、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃ
ｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈ
ｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕのうちの１種または２種以
上の元素Ｒと、Ａｌ、Ｇｅ、Ｇａ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕの
うちの１種または２種以上の元素Ｘのうちの少なくとも
１種以上の元素を含み、 非晶質相と平均結晶粒径１００ｎｍ以下の微細な結晶質
相とからなることを特徴とする硬磁性合金薄膜。3. An element containing Co as a main component and one or more elements Q of P, C, Si, and B
And one or more elements of Nb, Zr, Ta, Hf, Mo, W, Ti, V, and Sc, Y, La, C
e, Pr, Nd, Pm, Eu, Gd, Tb, Dy, H
o, Er, Tm, Yb, Lu, at least one or more elements R and at least one of Al, Ge, Ga, Ag, Pt, Au, one or more elements X A hard magnetic alloy thin film comprising at least one element, comprising an amorphous phase and a fine crystalline phase having an average crystal grain size of 100 nm or less. 【請求項４】 平均粒径１００ｎｍ以下の微細な結晶質
相の単相からなることを特徴とする請求項１〜請求項３
のいずれかに記載の硬磁性合金薄膜。4. The method according to claim 1, comprising a single phase of a fine crystalline phase having an average particle diameter of 100 nm or less.
A hard magnetic alloy thin film according to any one of the above. 【請求項５】 組織中に平均結晶粒径１００ｎｍ以下の
微細な結晶質相を少なくとも５０体積％以上含み、残部
が非晶質相であることを特徴とする請求項１〜請求項３
のいずれかに請求項１〜請求項３のいずれかに記載の硬
磁性合金薄膜。5. The structure according to claim 1, wherein the structure contains at least 50% by volume of a fine crystalline phase having an average crystal grain size of 100 nm or less, and the remainder is an amorphous phase.
The hard magnetic alloy thin film according to any one of claims 1 to 3. 【請求項６】 組織中に平均結晶粒径５０ｎｍ以下の微
細な結晶質相を少なくとも５０体積％以上含み、残部が
非晶質相であることを特徴とする請求項１〜請求項３の
いずれかに記載の硬磁性合金薄膜。6. The method according to claim 1, wherein the structure contains at least 50% by volume of a fine crystalline phase having an average crystal grain size of 50 nm or less, and the remainder is an amorphous phase. A hard magnetic alloy thin film according to any one of the above. 【請求項７】 組織中にソフト磁性相とハード磁性相と
の混相状態が形成されたことを特徴とする請求項１〜請
求項６のいずれかに記載の硬磁性合金薄膜。7. The hard magnetic alloy thin film according to claim 1, wherein a mixed phase of a soft magnetic phase and a hard magnetic phase is formed in the structure. 【請求項８】 前記ソフト磁性相は、ｂｃｃ−Ｆｅ相、
ｂｃｃ−（ＦｅＣｏ）相、固溶原子を含んだＤ20Ｅ3Ｑ
相または残留非晶質相の少なくとも一つを含み、前記ハ
ード磁性相は、固溶原子を含んだＥ2Ｄ17相を少なくと
も含むことを特徴とする請求項７に記載の硬磁性合金薄
膜。ただし、Ｄは、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉのうちの少なくと
も１種または２種以上の元素であり、Ｅは、Ｓｍ、Ｓ
ｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、
Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕのうちの１
種または２種以上の元素であり、Ｑは、Ｐ、Ｃ、Ｓｉ、
Ｂのうちの１種または２種以上の元素である。8. The soft magnetic phase comprises a bcc-Fe phase,
bcc- (FeCo) phase, containing the solute atoms D 20 E 3 Q
The hard magnetic alloy thin film according to claim 7, comprising at least one of a phase and a residual amorphous phase, and wherein the hard magnetic phase includes at least an E 2 D 17 phase containing solid solution atoms. Here, D is at least one or more of Fe, Co and Ni, and E is Sm, S
c, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Eu, Gd,
One of Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu
A species or two or more elements, Q is P, C, Si,
B is one or more elements. 【請求項９】 磁気異方性が付与されたことを特徴とす
る請求項１〜請求項８のいずれかに記載の硬磁性合金薄
膜。9. The hard magnetic alloy thin film according to claim 1, wherein a magnetic anisotropy is provided. 【請求項１０】 等方性の磁気特性が付与されたことを
特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の硬磁
性合金薄膜。10. The hard magnetic alloy thin film according to claim 1, wherein isotropic magnetic properties are imparted. 【請求項１１】 下記組成式で表されることを特徴とす
る請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の硬磁性合金
薄膜。 （Ｃｏ1-fＴf）100-x-y-z-tＭxＳｍyＲzＱt 但し、Ｔは、Ｆｅ、Ｎｉのうちのいずれか一方若しくは
両方であり、Ｍは、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｍｏ、
Ｗ、Ｔｉ、Ｖのうちの１種または２種以上の元素であ
り、ＲはＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅ
ｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ
のうちの１種または２種以上の元素であり、Ｑは、Ｐ、
Ｃ、Ｓｉ、Ｂのうちの１種または２種以上の元素であ
り、 ０≦ｆ＜０．５、０原子％≦ｘ≦４原子％、８原子％≦
ｙ≦１６原子％、０原子％≦ｚ≦５原子％、０．５原子
％≦ｔ≦１０原子％、８原子％≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦１６原子
％である。11. The hard magnetic alloy thin film according to claim 1, which is represented by the following composition formula. (Co 1-f T f) 100-xyzt M x Sm y R z Q t where, T is, Fe, wherein one or both one of Ni, M is, Nb, Zr, Ta, Hf , Mo ,
One or more of W, Ti, and V elements, and R is Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, E
u, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu
Wherein Q is P,
One or more of C, Si and B, 0 ≦ f <0.5, 0 atomic% ≦ x ≦ 4 atomic%, 8 atomic% ≦
y ≦ 16 at%, 0 at% ≦ z ≦ 5 at%, 0.5 at% ≦ t ≦ 10 at%, 8 at% ≦ x + y + z ≦ 16 at%. 【請求項１２】 下記組成式で表されることを特徴とす
る請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の硬磁性合金
薄膜。 （Ｃｏ1-fＴf）100-x-y-z-t-uＭxＳｍyＲzＱtＸu 但し、Ｔは、Ｆｅ、Ｎｉのうちのいずれか一方若しくは
両方であり、Ｍは、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｍｏ、
Ｗ、Ｔｉ、Ｖのうちの１種または２種以上の元素であ
り、ＲはＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅ
ｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ
のうちの１種または２種以上の元素であり、Ｑは、Ｐ、
Ｃ、Ｓｉ、Ｂのうちの１種または２種以上の元素であ
り、Ｘは、Ａｌ、Ｇｅ、Ｇａ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕのうち
の１種または２種以上の元素であり、０≦ｆ＜０．５、
０原子％≦ｘ≦４原子％、８原子％≦ｙ≦１６原子％、
０原子％≦ｚ≦５原子％、０．５原子％≦ｔ≦１０原子
％、０原子％≦ｕ≦５原子％、８原子％≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦
１６原子％である。12. The hard magnetic alloy thin film according to claim 1, which is represented by the following composition formula. (Co 1-f T f) 100-xyztu M x Sm y R z Q t X u where, T is, Fe, wherein one or both one of Ni, M is, Nb, Zr, Ta, Hf , Mo,
One or more of W, Ti, and V elements, and R is Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, E
u, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu
Wherein Q is P,
X is one or more elements of Al, Ge, Ga, Ag, Pt, and Au, and 0 ≦ f. <0.5,
0 atomic% ≦ x ≦ 4 atomic%, 8 atomic% ≦ y ≦ 16 atomic%,
0 atomic% ≦ z ≦ 5 atomic%, 0.5 atomic% ≦ t ≦ 10 atomic%, 0 atomic% ≦ u ≦ 5 atomic%, 8 atomic% ≦ x + y + z ≦
It is 16 atomic%. 【請求項１３】 前記組成比を示すｆが、０．２≦ｆ＜
０．５の範囲であることを特徴とする請求項１１または
請求項１２に記載の硬磁性合金薄膜。13. The value f representing the composition ratio is 0.2 ≦ f <
13. The hard magnetic alloy thin film according to claim 11, wherein the thickness is in the range of 0.5. 【請求項１４】 Ｎｂを必ず含むことを特徴とする請求
項１〜請求項１３のいずれかに記載の硬磁性合金薄膜。14. The hard magnetic alloy thin film according to claim 1, which contains Nb. 【請求項１５】 成膜直後における組織が、非晶質相の
単相であることを特徴とする請求項１〜請求項１４のい
ずれかに記載の硬磁性合金薄膜。15. The hard magnetic alloy thin film according to claim 1, wherein the structure immediately after film formation is a single phase of an amorphous phase. 【請求項１６】 成膜直後において非晶質相の単相から
なる組織に、６００〜８００℃で熱処理が行なわれたも
のであることを特徴とする請求項１〜請求項１５のいず
れかに記載の硬磁性合金薄膜。16. The structure according to claim 1, wherein a structure composed of a single phase of an amorphous phase immediately after film formation is subjected to a heat treatment at 600 to 800 ° C. The hard magnetic alloy thin film according to the above. 【請求項１７】 成膜直後における組織が、平均結晶粒
径１００ｎｍ以下の微細な結晶質相を主相とすることを
特徴とする請求項１〜請求項１４のいずれかに記載の硬
磁性合金薄膜。17. The hard magnetic alloy according to claim 1, wherein the structure immediately after film formation has a fine crystalline phase having an average crystal grain size of 100 nm or less as a main phase. Thin film. 【請求項１８】 請求項１〜請求項１７のいずれかに記
載の硬磁性合金薄膜からなる磁石と、前記磁石の磁気を
検出する磁気検出素子とを備えてなることを特徴とする
磁気式センサ。18. A magnetic sensor, comprising: a magnet made of the hard magnetic alloy thin film according to claim 1; and a magnetic detecting element for detecting the magnetism of the magnet. . 【請求項１９】 請求項１〜請求項１７のいずれかに記
載の硬磁性合金薄膜からなる磁石と、前記磁石部材の磁
束により電圧が誘起されて電流が流れる巻線とを備えて
なることを特徴とする発電機。19. A magnet comprising a hard magnetic alloy thin film according to claim 1, and a winding through which a current is induced by a voltage induced by a magnetic flux of said magnet member. Characteristic generator. 【請求項２０】 ロータとステータとを備えてなり、前
記ロータまたは前記ステータのいずれか一方に、請求項
１〜請求項１７のいずれかに記載の硬磁性合金薄膜が備
えられたことを特徴とするモータ。20. A hard magnetic alloy thin film according to claim 1, wherein the hard magnetic alloy thin film is provided on one of the rotor and the stator. Motor to do.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108220824A (en) * 2017-12-15 2018-06-29 华南理工大学 A kind of ferrum-based amorphous alloy strip and its application in dyeing and printing sewage degradation treatment

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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