特許ウォッチ

公開番号2024119289
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-03
出願番号2023026079
出願日2023-02-22
発明の名称強磁性酸化ジルコニウムバルク体
出願人国立大学法人熊本大学,第一稀元素化学工業株式会社
代理人弁理士法人ユニアス国際特許事務所
主分類C04B 35/486 20060101AFI20240827BHJP(セメント;コンクリート;人造石;セラミックス;耐火物)
要約【課題】室温で強磁性を発現し、且つ、発現した強磁性の経時変化が少ない強磁性酸化ジルコニウムバルク体を提供すること。
【解決手段】組成式ZrO_2-x(ただし、xは酸素欠損量を示し2>x>0を満たす数である。)で表され、単斜晶構造を有し、酸素欠損が周期的に存在する強磁性酸化ジルコニウムバルク体。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
組成式ＺｒＯ
２－ｘ
（ただし、ｘは酸素欠損量を示し２＞ｘ＞０を満たす数である。）で表され、
単斜晶構造を有し、
酸素欠損が周期的に存在することを特徴とする強磁性酸化ジルコニウムバルク体。
続きを表示（約 150 文字）【請求項２】
前記酸素欠陥は、３ｎｍ以上３．８ｎｍ以下の間隔で周期的に存在することを特徴とする請求項１に記載の強磁性酸化ジルコニウムバルク体。
【請求項３】
３００Ｋにおける飽和磁化が０．０２ｅｍｕ/ｇ以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の強磁性酸化ジルコニウムバルク体。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、強磁性酸化ジルコニウムバルク体に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
フェライトに代表される酸化物強磁性体は、遷移金属イオンのｄ軌道の一部を占めた電子のスピンが酸化物イオンを介した超交換相互作用により配列して強磁性を発現する。
【０００３】
ＺｒＯ
２
やＴｉＯ
２
などの４ｄ軌道に電子を持たない金属イオン（以下、４ｄ軌道に電子を持たないことを「ｄ０」とも称する）からなる金属酸化物は、通常、強磁性を発現しない。
一方、近年、ｄ０金属イオンからなる金属酸化物のナノ材料や薄膜については、酸素欠損による電荷補償により４ｄ軌道に不対電子が生成し、磁化が発現することが報告されている（例えば、非特許文献１）。
【０００４】
非特許文献１には、薄膜やナノ構造を有するＺｒＯ
２
では、格子欠陥に由来する強磁性の発現が確認されていることが開示されている。また、当該薄膜は、膜厚が厚くなると(１８０ｎｍを超えると)磁化が低下することが開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
木村卓通、日本ゾル－ゲル学会討論会講演予稿集、Ｖｏｌ．１７ｔｈＰ．６３（２０１９）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、金属酸化物ナノ材料や薄膜におけるｄ０強磁性は、一般に、結晶格子の欠陥に起因するが、ナノ材料や薄膜についての報告があるのみである。
【０００７】
しかしながら、膜厚数十ｎｍ程度の薄膜や、ナノ粒子では用途が限定される。また、大気中の酸素による酸素欠損の減少に伴い磁化は低下、消失する。
また、酸化ジルコニウムにおけるｄ０強磁性は、厚膜やバルク体での報告はない。
【０００８】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、室温で強磁性を発現し、且つ、発現した強磁性の経時変化が少ない強磁性酸化ジルコニウムバルク体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、酸化ジルコニウムバルク体について鋭意研究を行った。その結果、酸化ジルコニウムバルク体に酸素欠陥を周期的に導入することにより、室温で強磁性を発現し、且つ、発現した強磁性の経時変化が少ない強磁性酸化ジルコニウムバルク体が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明は、以下を提供する。
［１］組成式ＺｒＯ
２－ｘ
（ただし、ｘは酸素欠損量を示し２＞ｘ＞０を満たす数である。）で表され、
単斜晶構造を有し、
酸素欠損が周期的に存在することを特徴とする強磁性酸化ジルコニウムバルク体。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許