JP2007081245A - Magnetic particle and manufacturing method thereof - Google Patents

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JP2007081245A JP2005269198A JP2005269198A JP2007081245A JP 2007081245 A JP2007081245 A JP 2007081245A JP 2005269198 A JP2005269198 A JP 2005269198A JP 2005269198 A JP2005269198 A JP 2005269198A JP 2007081245 A JP2007081245 A JP 2007081245A
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Katsuhiro Sato
勝裕 佐藤
Ken Takahashi
研 高橋
Nallasamy Chinnasamy Chinnaperuma
ナラサミー チナサミー チナペルマコウンランプトウール
Tomoyuki Ogawa
智之 小川
Daiji Hasegawa
大二 長谷川
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Tohoku University NUC
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic particle that may form a magnetic device having high permeability at a high-frequency region and has small magnetic hysteresis loss at the high-frequency region, and to provide a manufacturing method of the magnetic particle. <P>SOLUTION: The magnetic particle is made of an alloy containing cobalt and iridium, and the magnetic anisotropic constant of the alloy containing cobalt and iridium is negative. The magnetic particle is manufactured by using a polyol method or a superhydride method. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、磁性粒子及び磁性粒子の製造方法に関する。   The present invention relates to a magnetic particle and a method for producing the magnetic particle.

近年、個人用携帯機器や移動通信の発展に伴い、これらの機器に用いられる磁気デバイスの小型化、低価格化、高帯域化が求められており、高周波用の軟磁性材料の開発が望まれている。   In recent years, along with the development of personal portable devices and mobile communications, there is a demand for miniaturization, cost reduction, and higher bandwidth of magnetic devices used in these devices, and the development of soft magnetic materials for high frequencies is desired. ing.

高周波用の軟磁性材料は、高周波数領域において、透磁率が高いことが必要であるが、一般に、透磁率μが高いもの程、低い周波数で共鳴を起こしてμが低下することが知られている。この関係は、Snoekの限界と呼ばれる線で示される(図9参照)。なお、図9には、μの周波数特性と共に、損失tanδ/μの周波数特性が示されており、A、B、Cは、Mn−Zn系フェライト、D、Eは、Ni−Zn系フェライト、Fは、フェロクスプレーナーを示す。図9より、Mn−Zn系フェライト、Ni−Zn系フェライトを使用することが可能な周波数領域は、数MHzから数百MHz程度であることがわかる。しかしながら、携帯電話等の各種通信機器に用いられる周波数は、1GHz前後となっているため、これらを使用することはできない。 A soft magnetic material for high frequency needs to have a high magnetic permeability in a high frequency region, but in general, a higher magnetic permeability μ i causes resonance at a lower frequency and lowers μ i. It has been. This relationship is indicated by a line called the Snoek limit (see FIG. 9). Incidentally, in FIG. 9, together with the frequency characteristics of mu i, there is shown a frequency characteristic of loss tanδ / μ i, A, B , C is Mn-Zn ferrite, D, E is Ni-Zn-based Ferrite and F indicate a ferrok sprayer. FIG. 9 shows that the frequency region in which Mn—Zn ferrite and Ni—Zn ferrite can be used is about several MHz to several hundred MHz. However, since the frequency used for various communication devices such as mobile phones is around 1 GHz, these cannot be used.

また、フェロックスプレーナは、Snoekの限界を超えるが、特殊な構造のフェライトであるため、薄膜化等の加工プロセスが困難であり、実用性に乏しい。また、透磁率も不十分である。   Ferroc sprayers exceed the limits of Snoek, but they are ferrites with a special structure, so that processing processes such as thinning are difficult and practicality is poor. Further, the magnetic permeability is insufficient.

特許文献1に、強磁性を有する中心核と、めっき法によって形成された強磁性層を有する磁性多層微粒子が分散されている磁性多層微粒子分散媒体が開示されている。これにより、複素透磁率は向上するが、高周波数領域における複素透磁率は、不十分である。   Patent Document 1 discloses a magnetic multilayer fine particle dispersion medium in which magnetic multilayer fine particles having a central core having ferromagnetism and a ferromagnetic layer formed by a plating method are dispersed. Thereby, the complex permeability is improved, but the complex permeability in the high frequency region is insufficient.

さらに、従来の軟磁性材料は、磁気ヒステリシス損失が大きいため、1GHz前後の周波数で使用することができない。
特開2002−93607号公報
Furthermore, since conventional soft magnetic materials have a large magnetic hysteresis loss, they cannot be used at frequencies around 1 GHz.
JP 2002-93607 A

本発明は、上記の従来技術が有する問題に鑑み、高周波数領域で透磁率が高い磁気デバイスを形成することが可能であると共に、高周波数領域で磁気ヒステリシス損失が小さい磁性粒子及び該磁性粒子の製造方法を提供することを目的とする。   In view of the above-described problems of the prior art, the present invention is capable of forming a magnetic device having a high magnetic permeability in a high frequency region and having a small magnetic hysteresis loss in the high frequency region, and An object is to provide a manufacturing method.

請求項1に記載の発明は、磁性粒子において、コバルト及びイリジウムを含有する合金からなり、該合金の磁気異方性定数は、負であることを特徴とする。これにより、高周波数領域で透磁率が高い磁気デバイスを形成することが可能であると共に、高周波数領域で磁気ヒステリシス損失が小さい磁性粒子を提供することができる。   The invention according to claim 1 is characterized in that the magnetic particles are made of an alloy containing cobalt and iridium, and the magnetic anisotropy constant of the alloy is negative. Thereby, it is possible to form a magnetic device having a high magnetic permeability in a high frequency region, and to provide magnetic particles having a small magnetic hysteresis loss in a high frequency region.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の磁性粒子において、前記コバルト及び前記イリジウムの総原子数に対する前記イリジウムの原子数の比は、3%以上30%以下であることを特徴とする。これにより、高周波数領域で透磁率が高い磁気デバイスを形成することが可能であると共に、高周波数領域で磁気ヒステリシス損失が小さい磁性粒子が得られる。   The invention according to claim 2 is the magnetic particle according to claim 1, wherein the ratio of the number of atoms of the iridium to the total number of atoms of the cobalt and the iridium is 3% or more and 30% or less. To do. Thereby, it is possible to form a magnetic device having a high magnetic permeability in the high frequency region and to obtain magnetic particles having a small magnetic hysteresis loss in the high frequency region.

請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の磁性粒子において、平均粒子径が2nm以上50nm以下であることを特徴とする。これにより、高周波数領域で透磁率が高い磁気デバイスを形成することが可能であると共に、高周波数領域で磁気ヒステリシス損失が小さい磁性粒子が得られる。   According to a third aspect of the present invention, in the magnetic particle according to the first or second aspect, the average particle size is 2 nm or more and 50 nm or less. Thereby, it is possible to form a magnetic device having a high magnetic permeability in the high frequency region and to obtain magnetic particles having a small magnetic hysteresis loss in the high frequency region.

請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の磁性粒子において、前記合金は、アルミニウム、チタン、バナジウム、マンガン、鉄、ニッケル、銅、亜鉛、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、白金及び金からなる群より選択される元素をさらに含有することを特徴とする。これにより、磁性粒子の磁気特性や耐食性を向上させることができる。   The invention according to claim 4 is the magnetic particle according to any one of claims 1 to 3, wherein the alloy is aluminum, titanium, vanadium, manganese, iron, nickel, copper, zinc, zirconium, niobium, It further contains an element selected from the group consisting of molybdenum, ruthenium, rhodium, palladium, platinum and gold. Thereby, the magnetic properties and corrosion resistance of the magnetic particles can be improved.

請求項5に記載の発明は、磁性粒子の製造方法において、ポリオール法を用いて、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の磁性粒子を製造することを特徴とする。これにより、高周波数領域で透磁率が高い磁気デバイスを形成することが可能であると共に、高周波数領域で磁気ヒステリシス損失が小さい磁性粒子の製造方法を提供することができる。   The invention described in claim 5 is characterized in that the magnetic particles according to any one of claims 1 to 4 are manufactured using a polyol method in the method of manufacturing magnetic particles. Thereby, it is possible to form a magnetic device having a high magnetic permeability in the high frequency region, and to provide a method for producing magnetic particles having a small magnetic hysteresis loss in the high frequency region.

請求項6に記載の発明は、磁性粒子の製造方法において、スーパーハイドライド法を用いて、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の磁性粒子を製造することを特徴とする。これにより、高周波数領域で透磁率が高い磁気デバイスを形成することが可能であると共に、高周波数領域で磁気ヒステリシス損失が小さい磁性粒子の製造方法を提供することができる。   The invention according to claim 6 is characterized in that in the method for producing magnetic particles, the magnetic particles according to any one of claims 1 to 4 are produced by using a superhydride method. Thereby, it is possible to form a magnetic device having a high magnetic permeability in the high frequency region, and to provide a method for producing magnetic particles having a small magnetic hysteresis loss in the high frequency region.

本発明によれば、高周波数領域で透磁率が高い磁気デバイスを形成することが可能であると共に、高周波数領域で磁気ヒステリシス損失が小さい磁性粒子及び該磁性粒子の製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being able to form a magnetic device with high magnetic permeability in a high frequency area | region, the magnetic particle with a small magnetic hysteresis loss can be provided in a high frequency area | region, and the manufacturing method of this magnetic particle can be provided. .

次に、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に説明する。   Next, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、磁気異方性定数が負である磁性体が有する効果について、以下説明する。   First, the effect of a magnetic material having a negative magnetic anisotropy constant will be described below.

従来の強磁性体は、磁気ヒステリシス損失が大きいため、高周波数領域で使用することができない。そこで、強磁性体の粒子径を小さくして、超常磁性体とすることが考えられる。これにより、磁気ヒステリシス損失は、生じない。このとき、超常磁性体とするためには、自然共鳴周波数fが使用周波数fより大きいこと(条件1)及び超常磁性を示すこと(条件2)を満たす必要がある。強磁性体として、磁気異方性定数Kuが正である超常磁性体を用いる場合、ジャイロ磁気定数をγ(=1.105×10g[m/A・s](g=2))、飽和磁化をMsとすると、条件1から、
=γKu/(πMs)>f
となる。また、ボルツマン定数をk、温度をT、磁性体の体積をV、特性緩和周波数をfとすると、条件2から、
f<fexp(−KuV/(kT))
となる。また、Kuが正であるので、磁化率χは、
χ=VMs/(3kT)
となる。これらを整理すると、
χ<(γMs/(3πf))ln(f/f)
となる。ここで、T=300[K]、f=1[GHz]、f=1010[Hz]、Ms=1400[emu/cc]とすると、磁化率の最大値χmaxは、6となり、比透磁率の最大値μmaxは、76となる。
Conventional ferromagnetic materials cannot be used in a high frequency region because of a large magnetic hysteresis loss. Therefore, it is conceivable to reduce the particle diameter of the ferromagnetic material to obtain a superparamagnetic material. Thereby, magnetic hysteresis loss does not occur. At this time, in order to obtain a superparamagnetic material, it is necessary to satisfy that the natural resonance frequency fr is higher than the operating frequency f (condition 1) and that superparamagnetism is exhibited (condition 2). When a superparamagnetic material having a positive magnetic anisotropy constant Ku is used as the ferromagnetic material, the gyromagnetic constant is γ (= 1.105 × 10 5 g [m / A · s] (g = 2)), If the saturation magnetization is Ms, from condition 1,
f r = γKu / (πMs)> f
It becomes. If the Boltzmann constant is k B , the temperature is T, the volume of the magnetic material is V, and the characteristic relaxation frequency is f 0 ,
f <f 0 exp (−KuV / (k B T))
It becomes. Also, since Ku is positive, the magnetic susceptibility χ is
χ = VMs 2 / (3k B T)
It becomes. When these are organized,
χ <(γMs / (3πf)) ln (f 0 / f)
It becomes. Here, when T = 300 [K], f = 1 [GHz], f 0 = 10 10 [Hz], and Ms = 1400 [emu / cc], the maximum value χ max of the magnetic susceptibility is 6, and the ratio The maximum value μ max of the magnetic permeability is 76.

一方、Kuが負である磁性体の場合、磁化が強くある結晶面(六方晶構造(hcp)では、c面)に束縛されるため、超常磁性と強磁性の間で、磁化がある結晶面のみで二次元的に自由に回転する状態(条件3)が存在する。なお、このような磁性体となるためには、上記の条件1を同時に満たす必要がある。この場合、c面内の磁気異方性定数をKとすると、条件1から、
=γ(18|Ku|K1/2/(πMs)
となる。また、条件3から、
2KV<<kT<<|Ku|V
となり、これより、
f<fexp(−2KV/(kT))
となる。また、Kuが負であるので、磁化率χは、
χ=VMs/(2kT)
となる。これらを整理すると、
χ<(9γ|Ku|/(2π))ln(f/f)
となる。ここで、T=300[K]、f=1[GHz]、f=1010[Hz]、Ms=1000[emu/cc]、Ku=−5×10[erg/cc]とすると、磁化率の最大値χmaxは、1626となり、比透磁率の最大値μmaxは、20434となる。
On the other hand, in the case of a magnetic material having a negative Ku, since it is bound to a crystal plane with strong magnetization (c plane in the hexagonal crystal structure (hcp)), a crystal plane with magnetization between superparamagnetism and ferromagnetism. There is a state (condition 3) that freely rotates in two dimensions. In order to obtain such a magnetic body, it is necessary to satisfy the above condition 1 at the same time. In this case, if the magnetic anisotropy constant in the c-plane is K 4 , from condition 1
f r = γ (18 | Ku | K 4 ) 1/2 / (πMs)
It becomes. From condition 3,
2K 4 V << k B T << | Ku | V
And from this,
f <f 0 exp (-2K 4 V / (k B T))
It becomes. Also, since Ku is negative, the magnetic susceptibility χ is
χ = VMs 2 / (2k B T)
It becomes. When these are organized,
χ <(9γ 2 | Ku | / (2π 2 f 2 )) ln (f 0 / f)
It becomes. Here, when T = 300 [K], f = 1 [GHz], f 0 = 10 10 [Hz], Ms = 1000 [emu / cc], Ku = −5 × 10 6 [erg / cc] The maximum value χ max of the magnetic susceptibility is 1626, and the maximum value μ max of the relative magnetic permeability is 20434.

以上のように、強磁性体として、Kuが負である磁性体を用いた場合に、Kuが正である超常磁性体を用いた場合と比較して大きいμが得られることがわかる。   As described above, it can be seen that when a magnetic material having a negative Ku is used as the ferromagnetic material, a larger μ can be obtained as compared with a case where a superparamagnetic material having a positive Ku is used.

本発明の磁性粒子は、Co及びIrを含有する合金からなり、Co及びIrを含有する合金の磁気異方性定数は、負である。これにより、高周波数領域で透磁率が高い磁気デバイスを形成することが可能であると共に、高周波数領域で磁気ヒステリシス損失が小さい磁性粒子を得ることができる。   The magnetic particles of the present invention are made of an alloy containing Co and Ir, and the magnetic anisotropy constant of the alloy containing Co and Ir is negative. Thereby, it is possible to form a magnetic device having a high magnetic permeability in the high frequency region, and obtain magnetic particles having a small magnetic hysteresis loss in the high frequency region.

本発明の磁性粒子において、Co及びIrの総原子数に対するIrの原子数の比は、3〜30%であることが好ましく、5〜30%がさらに好ましく、7〜30%が特に好ましい。図1に、Co−Ir合金のIr含有量と結晶磁気異方性定数Kugrainの関係を示す。このとき、Co−Ir合金粒子の結晶磁気異方性定数Kugrainは、直接評価することができない。このため、Co−Ir合金の結晶磁気異方性定数Kugrainは、Co−Ir合金の球状単結晶(六方晶構造)をブリッジマン法(1500℃)で作製し、半径6mmの球体に研磨加工したものを、TM−TR2050−HGC(玉川製作所社製)を用いて、飽和トルク法により、測定した。 In the magnetic particles of the present invention, the ratio of the number of Ir atoms to the total number of Co and Ir atoms is preferably 3 to 30%, more preferably 5 to 30%, and particularly preferably 7 to 30%. FIG. 1 shows the relationship between the Ir content of the Co—Ir alloy and the magnetocrystalline anisotropy constant Ku grain . At this time, the magnetocrystalline anisotropy constant Ku grain of the Co—Ir alloy particles cannot be directly evaluated. For this reason, the magnetocrystalline anisotropy constant Ku grain of the Co—Ir alloy is a spherical single crystal (hexagonal crystal structure) of the Co—Ir alloy produced by the Bridgman method (1500 ° C.) and polished into a sphere with a radius of 6 mm. The measured product was measured by a saturation torque method using TM-TR2050-HGC (manufactured by Tamagawa Seisakusho).

また、前述したように、
f<fexp(−2KV/(kT))
であるため、磁性体の体積Vは、
V<(−kT/2K)ln(f/f
となる。ここで、k=1.38×10−16[erg/K]、f=1[GHz]、f=1010[Hz]、K〜10[erg/cc]、T=300[K]とすると、
V<4.766×10−17[cc]
となる。磁性体を直径R[nm]の球とすると、
R<45[nm]
となる。
Also, as mentioned above,
f <f 0 exp (-2K 4 V / (k B T))
Therefore, the volume V of the magnetic material is
V <(− k B T / 2K 4 ) ln (f / f 0 )
It becomes. Here, k B = 1.38 × 10 −16 [erg / K], f = 1 [GHz], f 0 = 10 10 [Hz], K 4 to 10 3 [erg / cc], T = 300 [ K]
V <4.776 × 10 −17 [cc]
It becomes. When the magnetic body is a sphere having a diameter R [nm],
R <45 [nm]
It becomes.

また、前述したように、
χ=VMs/(2kT)
である。ここで、磁性体を直径R[nm]の球とし、Ms=1000[emu/cc]、k=1.38×10−16[erg/K]、T=300[K]とすると、
χ=6.32×10−3R3
となる。透磁率μは、
μ=4πχ+μ(μは、真空の透磁率;μ=1)
であるため、R=1[nm]のとき、
μ=1.079
となり、R=2[nm]のとき、
μ=1.63
となり、R=3[nm]のとき、
μ=3.14
となる。透磁率μは、真空の透磁率μより十分大きい必要があるため、磁性体の直径R[nm]は、
R≧2[nm]
であることが好ましい。
Also, as mentioned above,
χ = VMs 2 / (2k B T)
It is. Here, when the magnetic body is a sphere having a diameter R [nm], and Ms = 1000 [emu / cc], k B = 1.38 × 10 −16 [erg / K], and T = 300 [K],
χ = 6.32 × 10 −3 R3
It becomes. Permeability μ is
μ = 4πχ + μ 00 is the permeability of vacuum; μ 0 = 1)
Therefore, when R = 1 [nm],
μ = 1.079
When R = 2 [nm],
μ = 1.63
When R = 3 [nm],
μ = 3.14
It becomes. Since the magnetic permeability μ needs to be sufficiently larger than the vacuum magnetic permeability μ 0 , the magnetic material diameter R [nm] is
R ≧ 2 [nm]
It is preferable that

以上のように、本発明の磁性粒子の平均粒子径は、2〜50nmであることが好ましく、2〜20nmがさらに好ましい。磁性粒子の平均粒子径が2nm未満になると、高周波数領域で透磁率が高い磁気デバイスを形成することができなくなることがある。一方、磁性粒子の平均粒子径が50nmを超えると、高周波数領域で磁気ヒステリシス損失が大きくなることがある。なお、磁性粒子の平均粒子径は、透過型電子顕微鏡(TEM)、走査型電子顕微鏡等を用いて測定することができる。   As described above, the average particle diameter of the magnetic particles of the present invention is preferably 2 to 50 nm, and more preferably 2 to 20 nm. If the average particle size of the magnetic particles is less than 2 nm, it may be impossible to form a magnetic device having high permeability in a high frequency region. On the other hand, when the average particle diameter of the magnetic particles exceeds 50 nm, the magnetic hysteresis loss may increase in a high frequency region. The average particle diameter of the magnetic particles can be measured using a transmission electron microscope (TEM), a scanning electron microscope, or the like.

本発明の磁性粒子において、Co及びIrを含有する合金は、B、C、N及びOからなる群より選択される一種以上の元素をさらに含有してもよい。これにより、粒子径の微細化及び磁気特性の改善をすることができる。   In the magnetic particles of the present invention, the alloy containing Co and Ir may further contain one or more elements selected from the group consisting of B, C, N and O. Thereby, refinement | miniaturization of a particle diameter and improvement of a magnetic characteristic can be performed.

本発明の磁性粒子において、Co及びIrを含有する合金は、Al、Ti、V、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Pt及びAuからなる群より選択される元素をさらに含有することが好ましい。中でも、Co及びIrを含有する合金は、Feを含有することが好ましい。なお、合金中の、Al、Ti、V、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Pt及びAuからなる群より選択される元素の組成比は、0〜5%であることが好ましい。これにより、磁性粒子の磁気特性や耐食性を向上させることができる。   In the magnetic particles of the present invention, the alloy containing Co and Ir is a group consisting of Al, Ti, V, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Pt, and Au. It is preferable to further contain an element selected more. Especially, it is preferable that the alloy containing Co and Ir contains Fe. The composition ratio of the element selected from the group consisting of Al, Ti, V, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Pt, and Au in the alloy is It is preferable that it is 0 to 5%. Thereby, the magnetic properties and corrosion resistance of the magnetic particles can be improved.

本発明の磁性粒子は、ポリオール法を用いて合成することができる。これにより、Co及びIrを含有する合金からなる磁性粒子を均一に分散させることができ、高周波数領域で透磁率が高い磁気デバイスを形成することが可能であると共に、高周波数領域で磁気ヒステリシス損失が小さい磁性粒子を得ることができる。   The magnetic particles of the present invention can be synthesized using a polyol method. This makes it possible to uniformly disperse magnetic particles made of an alloy containing Co and Ir, and to form a magnetic device having a high magnetic permeability in a high frequency region, as well as a magnetic hysteresis loss in a high frequency region. Can be obtained.

以下、本発明の磁性粒子の製造方法の一例として、ポリオール法によるCo−Ir合金粒子の製造方法について説明する。   Hereinafter, as an example of the method for producing magnetic particles of the present invention, a method for producing Co—Ir alloy particles by a polyol method will be described.

Co−Ir合金粒子は、Co−Ir合金粒子を構成するCo及びIrの前駆体を溶媒中に分散し、加熱することにより合成することができる。Coの前駆体としては、Co(CO)、Co(acac)、Co(acac)、CoCl等を用いることができる。また、Irの前駆体としては、IrCl、IrCl、Ir(acac)、HIrCl等を用いることができる。溶媒としては、トリメチレングリコール(TMEG)、テトラエチレングリコール(TEG)、プロピレングリコール(PG)、エチレングリコール(EG)、ジエチレングリコール(DEG)等を用いることができる。また、加熱温度は、80〜350℃であることが好ましく、加熱時間は、10分〜5時間であることが好ましい。なお、加熱時には、Co及びIrの前駆体が溶解し、それぞれCo(0)及びIr(0)に還元されることにより、磁性粒子の核が形成され、その後、粒子が成長する。このようにして合成されたCo−Ir合金粒子の結晶構造は、六方晶構造(hcp)であることが好ましい。 Co-Ir alloy particles can be synthesized by dispersing Co and Ir precursors constituting the Co-Ir alloy particles in a solvent and heating. As the precursor of Co, Co (CO) 8 , Co (acac) 2 , Co (acac) 3 , CoCl 2, or the like can be used. Further, IrCl 3 , IrCl 4 , Ir (acac) 3 , H 2 IrCl 6, or the like can be used as the Ir precursor. As the solvent, trimethylene glycol (TMEG), tetraethylene glycol (TEG), propylene glycol (PG), ethylene glycol (EG), diethylene glycol (DEG), or the like can be used. Moreover, it is preferable that heating temperature is 80-350 degreeC, and it is preferable that heating time is 10 minutes-5 hours. During heating, the Co and Ir precursors are dissolved and reduced to Co (0) and Ir (0), respectively, thereby forming magnetic particle nuclei, and then the particles grow. The crystal structure of the Co—Ir alloy particles synthesized in this way is preferably a hexagonal crystal structure (hcp).

さらに、Co−Ir合金粒子は、アルコール等を用いて洗浄した後、遠心分離することにより、単離することができる。なお、遠心分離の際に、分級することもできる。また、単離されたCo−Ir合金粒子は、溶媒中で再分散することができる。なお、再分散する際に、界面活性剤を添加してもよい。   Furthermore, the Co—Ir alloy particles can be isolated by centrifuging after washing with alcohol or the like. In addition, classification can also be performed at the time of centrifugation. In addition, the isolated Co—Ir alloy particles can be redispersed in a solvent. When redispersing, a surfactant may be added.

(実施例1)
酢酸コバルト(II)四水和物((CHCOO)Co・4HO)2.24g及びヘキサクロロイリジウム酸(HIrCl)0.41gをTMEG50ml中に添加し、5分間超音波分散した。次に、分散液を反応用容器に移し、容器をマントルヒータに設置し、スターラーを用いて攪拌しながら、190℃で2時間加熱し、Co90Ir10合金粒子を合成した。冷却後、エタノール100mlを添加し、3000rpmで20分間遠心分離することにより、Co90Ir10合金粒子を沈降させ、上澄み液を除去することにより、Co90Ir10合金粒子を単離した。得られたCo90Ir10合金粒子にトルエン10mlを添加して再分散することにより、Co90Ir10合金粒子分散液を作製した。なお、Co90Ir10合金粒子の組成は、RIX2100(リガク社製)を用いて、蛍光X線分析(XRF)により、求めた(図2参照)。その結果、Co:Irは、9:1であった。
Example 1
2.24 g of cobalt (II) acetate tetrahydrate ((CH 3 COO) 2 Co.4H 2 O) and 0.41 g of hexachloroiridate (H 2 IrCl 6 ) were added to 50 ml of TMEG and ultrasonically dispersed for 5 minutes. did. Next, the dispersion was transferred to a reaction vessel, the vessel was placed on a mantle heater, and heated at 190 ° C. for 2 hours with stirring using a stirrer to synthesize Co 90 Ir 10 alloy particles. After cooling, 100 ml of ethanol was added and the mixture was centrifuged at 3000 rpm for 20 minutes to settle Co 90 Ir 10 alloy particles, and the supernatant was removed to isolate Co 90 Ir 10 alloy particles. To the obtained Co 90 Ir 10 alloy particles, 10 ml of toluene was added and redispersed to prepare a Co 90 Ir 10 alloy particle dispersion. The composition of the Co 90 Ir 10 alloy particles was determined by fluorescent X-ray analysis (XRF) using RIX2100 (manufactured by Rigaku Corporation) (see FIG. 2). As a result, Co: Ir was 9: 1.

RIX2100(リガク社製)を用いて、X線回折(XRD)により、Co90Ir10合金粒子の構造を解析したところ、六方晶構造(hcp)であった(図3参照)。 When the structure of Co 90 Ir 10 alloy particles was analyzed by X-ray diffraction (XRD) using RIX2100 (manufactured by Rigaku Corporation), it was a hexagonal crystal structure (hcp) (see FIG. 3).

Co90Ir10合金粒子の平均粒子径は、Co90Ir10合金粒子分散液をTEMグリッド上に滴下し、透過型電子顕微鏡JEM−3010型(日本電子社製)を用いて、300kVの加速電圧で明視野像を観測することにより、測定した。その結果、Co90Ir10合金粒子の平均粒子径は、13nmであった。図4に、Co90Ir10合金粒子のTEM写真を示す。図中、スケールバーは、20nmを示す。 The average particle diameter of the Co 90 Ir 10 alloy particles dropped Co 90 Ir 10 alloy particle dispersion onto a TEM grid, using a transmission electron microscope JEM-3010 Model (manufactured by Nippon Denshi), an accelerating voltage of 300kV Measured by observing a bright field image at. As a result, the average particle size of the Co 90 Ir 10 alloy particles was 13 nm. FIG. 4 shows a TEM photograph of Co 90 Ir 10 alloy particles. In the figure, the scale bar indicates 20 nm.

振動試料型磁力計(VSM)BHV−50HM(理研電子社製)を用いて、Co90Ir10合金粒子の磁気ヒステリシスを測定したところ、磁気ヒステリシス損失が無いことがわかった(図5参照)。 When the magnetic hysteresis of Co 90 Ir 10 alloy particles was measured using a vibrating sample magnetometer (VSM) BHV-50HM (manufactured by Riken Denshi Co., Ltd.), it was found that there was no magnetic hysteresis loss (see FIG. 5).

Co90Ir10合金粒子の結晶磁気異方性定数は、直接評価することができないため、Co90Ir10合金粒子と同一組成で同一の結晶構造を有する球状単結晶をブリッジマン法(1500℃)で作製し、半径6mmの球体に研磨加工したものを、TM−TR2050−HGC(玉川製作所社製)を用いて、飽和トルク法により、測定した。その結果、Co90Ir10合金の結晶磁気異方性定数Kugrainは、−3×10erg/ccであった。 Crystal magnetic anisotropy constant of the Co 90 Ir 10 alloy particles, can not be evaluated directly, Co 90 Ir 10 Bridgman method spherical single crystal having the same crystal structure having the same composition as the alloy particles (1500 ° C.) What was produced by grinding | polishing by this and grind | polished to the 6 mm radius spherical body was measured by the saturation torque method using TM-TR2050-HGC (made by Tamagawa Seisakusho). As a result, the crystal magnetic anisotropy constant Ku grain of the Co 90 Ir 10 alloy was −3 × 10 6 erg / cc.

(実施例2)
酢酸コバルト(II)四水和物((CHCOO)Co・4HO)1.99g及びヘキサクロロイリジウム酸(HIrCl)0.814gをTMEG50ml中に添加し、5分間超音波分散した。次に、分散液を反応用容器に移し、容器をマントルヒータに設置し、スターラーを用いて攪拌しながら、190℃で2時間加熱し、Co80Ir20合金粒子を合成した。冷却後、エタノール100mlを添加し、3000rpmで20分間遠心分離することにより、Co80Ir20合金粒子を沈降させ、上澄み液を除去することにより、Co80Ir20合金粒子を単離した。得られたCo80Ir20合金粒子にトルエン10mlを添加して再分散することにより、Co80Ir20合金粒子分散液を作製した。なお、Co80Ir20合金粒子の組成を実施例1と同様に求めたところ、Co:Irは、8:2であった。
(Example 2)
1.99 g of cobalt (II) acetate tetrahydrate ((CH 3 COO) 2 Co.4H 2 O) and 0.814 g of hexachloroiridate (H 2 IrCl 6 ) were added to 50 ml of TMEG and ultrasonically dispersed for 5 minutes. did. Next, the dispersion was transferred to a reaction vessel, the vessel was placed on a mantle heater, and heated at 190 ° C. for 2 hours with stirring using a stirrer to synthesize Co 80 Ir 20 alloy particles. After cooling, 100 ml of ethanol was added and the mixture was centrifuged at 3000 rpm for 20 minutes to settle Co 80 Ir 20 alloy particles, and the supernatant was removed to isolate Co 80 Ir 20 alloy particles. To the obtained Co 80 Ir 20 alloy particles, 10 ml of toluene was added and redispersed to prepare a Co 80 Ir 20 alloy particle dispersion. When the composition of Co 80 Ir 20 alloy particles was determined in the same manner as in Example 1, Co: Ir was 8: 2.

実施例1と同様に、Co80Ir20合金粒子の構造を解析したところ、六方晶構造(hcp)であった(図6参照)。 As in Example 1, the structure of the Co 80 Ir 20 alloy particles was analyzed and found to be a hexagonal crystal structure (hcp) (see FIG. 6).

実施例1と同様に、Co80Ir20合金粒子の平均粒子径を測定したところ、13nmであった。 As in Example 1, the average particle size of the Co 80 Ir 20 alloy particles was measured and found to be 13 nm.

SQUID MPMS−5(QUANTUM DESIGN社製)を用いて、Co80Ir20合金粒子の磁気ヒステリシスを測定したところ、磁気ヒステリシス損失がないことがわかった(図7参照)。 When the magnetic hysteresis of Co 80 Ir 20 alloy particles was measured using SQUID MPMS-5 (manufactured by QUANTUM DESIGN), it was found that there was no magnetic hysteresis loss (see FIG. 7).

実施例1と同様に、Co80Ir20合金の結晶磁気異方性定数Kugrainを測定したところ、−5×10erg/ccであった。 As in Example 1, the magnetocrystalline anisotropy constant Ku grain of the Co 80 Ir 20 alloy was measured and found to be -5 × 10 6 erg / cc.

(実施例3)
酢酸コバルト(II)四水和物((CHCOO)Co・4HO)2.24g及びヘキサクロロイリジウム酸(HIrCl)0.41gをEG50ml中に添加し、5分間超音波分散した。次に、分散液を反応用容器に移し、容器をマントルヒータに設置し、スターラーを用いて攪拌しながら、190℃で2時間加熱し、Co90Ir10合金粒子を合成した。冷却後、エタノール100mlを添加し、3000rpmで20分間遠心分離することにより、Co90Ir10合金粒子を沈降させ、上澄み液を除去することにより、Co90Ir10合金粒子を単離した。得られたCo90Ir10合金粒子にトルエン10mlを添加して再分散することにより、Co90Ir10合金粒子分散液を作製した。なお、Co90Ir10合金粒子の組成を実施例1と同様に求めたところ、Co:Irは、9:1であった。
(Example 3)
2.24 g of cobalt (II) acetate tetrahydrate ((CH 3 COO) 2 Co.4H 2 O) and 0.41 g of hexachloroiridate (H 2 IrCl 6 ) are added to 50 ml of EG, and subjected to ultrasonic dispersion for 5 minutes. did. Next, the dispersion was transferred to a reaction vessel, the vessel was placed on a mantle heater, and heated at 190 ° C. for 2 hours with stirring using a stirrer to synthesize Co 90 Ir 10 alloy particles. After cooling, 100 ml of ethanol was added and the mixture was centrifuged at 3000 rpm for 20 minutes to settle Co 90 Ir 10 alloy particles, and the supernatant was removed to isolate Co 90 Ir 10 alloy particles. To the obtained Co 90 Ir 10 alloy particles, 10 ml of toluene was added and redispersed to prepare a Co 90 Ir 10 alloy particle dispersion. When the composition of Co 90 Ir 10 alloy particles was determined in the same manner as in Example 1, Co: Ir was 9: 1.

実施例1と同様に、Co90Ir10合金粒子の構造を解析したところ、六方晶構造(hcp)であった。 As in Example 1, the structure of the Co 90 Ir 10 alloy particles was analyzed and found to be a hexagonal crystal structure (hcp).

実施例1と同様に、Co90Ir10合金粒子の平均粒子径を測定したところ、13nmであった。 As in Example 1, the average particle size of the Co 90 Ir 10 alloy particles was measured and found to be 13 nm.

実施例2と同様に、Co90Ir10合金粒子の磁気ヒステリシスを測定したところ、磁気ヒステリシス損失がないことがわかった(図8参照)。 Similarly to Example 2, when the magnetic hysteresis of Co 90 Ir 10 alloy particles was measured, it was found that there was no magnetic hysteresis loss (see FIG. 8).

実施例1と同様に、Co90Ir10合金の結晶磁気異方性定数Kugrainを測定したところ、−3×10erg/ccであった。 As in Example 1, the magnetocrystalline anisotropy constant Ku grain of the Co 90 Ir 10 alloy was measured and found to be -3 × 10 6 erg / cc.

(実施例4)
空冷式還流管と温度計を装着した無色透明の100mL3口フラスコ(パイレックスガラス社製)にジオクチルエーテル20mL(Aldrich社製)、オレイルアミン1mmol(Aldrich社製)及びTBP1mmol(Aldrich社製)、Ir(acac)0.1〜0.3mmol(Aldrich社製)及びCoCl0.9〜0.7mmol(Aldrich社製)を入れた。
Example 4
A colorless and transparent 100 mL three-necked flask (manufactured by Pyrex Glass) equipped with an air-cooled reflux tube and a thermometer, dioctyl ether 20 mL (manufactured by Aldrich), oleylamine 1 mmol (manufactured by Aldrich), TBP 1 mmol (manufactured by Aldrich), Ir (acac) ) 3 0.1-0.3 mmol (Aldrich) and CoCl 2 0.9-0.7 mmol (Aldrich) were added.

マントルヒーターによりフラスコ内の溶液を200℃に加熱し、super−hydride2.5ml(Aldrich社製)を、注射器で5分間かけて注入した。次に、260℃に加熱して30分還流した後に、熱源を除去し、室温まで放冷した。さらに、脱水エタノール60mLを添加し、3000rpmで20分間遠心分離することにより、Co90Ir10合金粒子を沈降させ、上澄み液を除去することにより、Co90Ir10合金粒子を単離した。得られたCo90Ir10合金粒子に脱水ヘキサン10mLを添加して再分散することにより、Co90Ir10合金粒子分散液を作製した。 The solution in the flask was heated to 200 ° C. with a mantle heater, and 2.5 ml of super-hydride (manufactured by Aldrich) was injected with a syringe over 5 minutes. Next, after heating to 260 ° C. and refluxing for 30 minutes, the heat source was removed and the mixture was allowed to cool to room temperature. Furthermore, 60 mL of dehydrated ethanol was added and centrifuged at 3000 rpm for 20 minutes to precipitate Co 90 Ir 10 alloy particles, and the supernatant was removed to isolate Co 90 Ir 10 alloy particles. By adding 10 mL of dehydrated hexane to the obtained Co 90 Ir 10 alloy particles and redispersing, a Co 90 Ir 10 alloy particle dispersion was prepared.

なお、以上の操作は、酸素及び水分の濃度がいずれも10ppm以下のアルゴン雰囲気のグローブボックス中で行った。   In addition, the above operation was performed in the glove box of the argon atmosphere where the density | concentration of oxygen and a water | moisture content is 10 ppm or less.

実施例1と同様に、Co90Ir10合金粒子の組成を求めたところ、Co:Irは、9:1であった。 When the composition of Co 90 Ir 10 alloy particles was determined in the same manner as in Example 1, Co: Ir was 9: 1.

実施例1と同様に、Co90Ir10合金粒子の構造を解析したところ、六方晶構造(hcp)であった。 As in Example 1, the structure of the Co 90 Ir 10 alloy particles was analyzed and found to be a hexagonal crystal structure (hcp).

実施例1と同様に、Co90Ir10合金粒子の平均粒子径を測定したところ、15nmであった。 As in Example 1, the average particle diameter of the Co 90 Ir 10 alloy particles was measured and found to be 15 nm.

実施例2と同様に、Co90Ir10合金粒子の磁気ヒステリシスを測定したところ、磁気ヒステリシス損失がないことがわかった。 As in Example 2, when the magnetic hysteresis of the Co 90 Ir 10 alloy particles was measured, it was found that there was no magnetic hysteresis loss.

実施例1と同様に、Co90Ir10合金の結晶磁気異方性定数Kugrainを測定したところ、−3×10erg/ccであった。 As in Example 1, the magnetocrystalline anisotropy constant Ku grain of the Co 90 Ir 10 alloy was measured and found to be -3 × 10 6 erg / cc.

Co−Ir合金のIr含有量とKugrainの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between Ir content of a Co-Ir alloy, and Ku grain . 実施例1のCo90Ir10合金粒子の蛍光X線分析の結果を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the results of fluorescent X-ray analysis of Co 90 Ir 10 alloy particles of Example 1. 実施例1のCo90Ir10合金粒子のX線回折の結果を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the results of X-ray diffraction of Co 90 Ir 10 alloy particles of Example 1. 実施例1のCo90Ir10合金粒子のTEM写真を示す図である。2 is a diagram showing a TEM photograph of Co 90 Ir 10 alloy particles of Example 1. FIG. 実施例1のCo90Ir10合金粒子の磁化曲線を示す図である。3 is a diagram showing a magnetization curve of Co 90 Ir 10 alloy particles of Example 1. FIG. 実施例2のCo80Ir20合金粒子のX線回折の結果を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the results of X-ray diffraction of Co 80 Ir 20 alloy particles of Example 2. 実施例2のCo80Ir20合金粒子の磁化曲線を示す図である。6 is a diagram showing a magnetization curve of Co 80 Ir 20 alloy particles of Example 2. FIG. 実施例3のCo90Ir10合金粒子の磁化曲線を示す図である。4 is a diagram showing a magnetization curve of Co 90 Ir 10 alloy particles of Example 3. FIG. 従来の軟磁性材料の透磁率の周波数特性を示す図である。It is a figure which shows the frequency characteristic of the magnetic permeability of the conventional soft magnetic material.

Claims (6)

コバルト及びイリジウムを含有する合金からなり、
該合金の磁気異方性定数は、負であることを特徴とする磁性粒子。
Made of an alloy containing cobalt and iridium,
Magnetic particles characterized in that the magnetic anisotropy constant of the alloy is negative.
前記コバルト及び前記イリジウムの総原子数に対する前記イリジウムの原子数の比は、3%以上30%以下であることを特徴とする請求項1に記載の磁性粒子。   2. The magnetic particle according to claim 1, wherein a ratio of the number of atoms of the iridium to the total number of atoms of the cobalt and the iridium is 3% or more and 30% or less. 平均粒子径が2nm以上50nm以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の磁性粒子。   3. The magnetic particle according to claim 1, wherein an average particle diameter is 2 nm or more and 50 nm or less. 前記合金は、アルミニウム、チタン、バナジウム、マンガン、鉄、ニッケル、銅、亜鉛、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、白金及び金からなる群より選択される元素をさらに含有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の磁性粒子。   The alloy further contains an element selected from the group consisting of aluminum, titanium, vanadium, manganese, iron, nickel, copper, zinc, zirconium, niobium, molybdenum, ruthenium, rhodium, palladium, platinum and gold. The magnetic particle according to any one of claims 1 to 3. ポリオール法を用いて、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の磁性粒子を製造することを特徴とする磁性粒子の製造方法。   A method for producing magnetic particles, comprising producing the magnetic particles according to any one of claims 1 to 4 using a polyol method. スーパーハイドライド法を用いて、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の磁性粒子を製造することを特徴とする磁性粒子の製造方法。   A method for producing magnetic particles, comprising producing the magnetic particles according to claim 1 using a super hydride method.
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