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公開番号2025123054
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-22
出願番号2024018903
出願日2024-02-09
発明の名称強磁性材料、薄膜及び強磁性材料の製造方法
出願人国立大学法人東京科学大学
代理人弁理士法人IPX
主分類H01F 10/193 20060101AFI20250815BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】ウルツ鉱型構造を有するAlN系統の強磁性材料において新規な化合物を提供する。
【解決手段】下記AとBとにより構成される強磁性材料であって、
Aは、(Al_(1-x),M_x)により構成される。
上記Mは、第3族、第13族、第14族、または第15族に属するAl以外の1種以上の元素により構成される。xは、0より大きくかつ1より小さい。
Bは、(N_(1-y),R_y)により構成される。
上記Rは、第16属または第17族に属する1種以上の元素により構成される。yは、0.05より大きくかつ1より小さい。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
ウルツ鉱型構造の結晶構造を有する強磁性材料であって、
ＡとＢとにより構成され、
前記Ａは、（Ａｌ
（１－ｘ）
，Ｍ
ｘ
）により構成され、
前記Ｍは、第３族、第１３族、第１４族、または第１５族に属するＡｌ以外の１種以上の元素により構成され、
前記ｘは、０より大きくかつ１より小さく、
前記Ｂは、（Ｎ
（１－ｙ）
，Ｒ
ｙ
）により構成され、
前記Ｒは、第１６属または第１７族に属する１種以上の元素により構成され、
前記ｙは、０．０５より大きくかつ１より小さい、強磁性材料。
続きを表示（約 820 文字）【請求項２】
請求項１に記載の強磁性材料において、
前記Ｒは、第１６族に属する元素としてのＯ、Ｓ、およびＳｅのうちの少なくとも１種の元素により構成される、強磁性材料。
【請求項３】
請求項２に記載の強磁性材料において、
前記Ｒは、Ｏにより構成される、強磁性材料。
【請求項４】
請求項３に記載の強磁性材料において、
前記ｙは、０．０５より大きくかつ０．４以下である、強磁性材料。
【請求項５】
請求項１に記載の強磁性材料において、
前記Ｍは、第３族に属する元素としてのＢならびにＳｃ、第１３族に属する元素としてのＧａならびにＩｎ、第１４族に属する元素としてのＳｉ、および第１５族に属する元素としてのＰのうちの１種以上の元素により構成される、強磁性材料。
【請求項６】
請求項５に記載の強磁性材料において、
前記Ｍは、第３族に属する元素としてのＢならびにＳｃ、および第１３族に属する元素としてのＧａならびにＩｎのうちの１種以上の元素により構成される、強磁性材料。
【請求項７】
請求項６に記載の強磁性材料において、
前記Ｍは、Ｓｃにより構成される、強磁性材料。
【請求項８】
請求項７に記載の強磁性材料において、
前記ｘは、０．２以上でありかつ０．４以下である、強磁性材料。
【請求項９】
請求項１に記載の強磁性材料において、
前記Ａが配置されるＡサイトの格子欠損に隣接する、前記Ｂが配置されるＢサイトの少なくとも１つには、前記Ｒが配置されるように構成される、強磁性材料。
【請求項１０】
基板に積層される薄膜であって、
請求項１～請求項９の何れか１つに記載の強磁性材料を含む、薄膜。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、強磁性材料、薄膜及び強磁性材料の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
非特許文献１には、制御された酸素環境において等温アニールの後３００Ｋでａｓ－ｇｒｏｗｎの結晶性窒化アルミニウム（ＡｌＮ）薄膜が希薄強磁性を誘起することが開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
Ｄ．Ｎａｔｈ，ｅｔａｌ．，Ｊ．ＡｌｌｏｙｓａｎｄＣｏｍｐｏｕｎｄｓ，Ｖｏｌ９６７，１７１７２７（２０２３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、ウルツ鉱型構造を有するＡｌＮ系統の強磁性材料において新規な化合物を提供するための技術には、未だ改善の余地がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、ウルツ鉱型構造の結晶構造を有する強磁性材料が提供される。この強磁性材料におけるＡとＢとにより構成される。Ａは、（Ａｌ
（１－ｘ）
，Ｍ
ｘ
）により構成される。Ｍは、第３族、第１３族、第１４族、または第１５族に属するＡｌ以外の１種以上の元素により構成される。ｘは、０より大きくかつ１より小さい。Ｂは、（Ｎ
（１－ｙ）
，Ｒ
ｙ
）により構成される。Ｒは、第１６属または第１７族に属する１種以上の元素により構成される。ｙは、０．０５より大きくかつ１より小さい。
【０００６】
このような構成によれば、ウルツ鉱型構造を有するＡｌＮ系統の強磁性材料において新規な化合物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
磁気デバイスの一例を示す図である。
本実施形態における強磁性材料の、格子欠損による結晶場分裂前の結晶構造の一例を示す図である。
図２に示す強磁性体の結晶構造を、格子欠損ＶＡによる結晶場分裂に基づき最適化した結果となる結晶構造を示す図である。
図３に示す結晶構造におけるエネルギー準位図の一例。
局在準位Ｅｉの詳細を示す図である。
計算例１～９１つのＮをＯに置換した場合における系１～９を示す図である。
２つのＮをＯに置換した場合における系１０～１２を示す図である。
３つのＮをＯに置換した場合における系１３～１６を示す図である。
４つのＮをＯに置換した場合における系１７，１８を示す図である。
計算例２５に係る計算対象となる系である、計算系１９を示す図である。
本計算の計算対象となる系のうち、格子欠損の数が２である場合の系である、計算系２０と、計算系２１とを示す図である。
実施例１のＭ－Ｈカーブ（Ａ）および実施例３のＭ－Ｈカーブ（Ｂ）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。
【０００９】
１．磁気デバイス等について
本節では、磁気デバイス、および当該磁気デバイスに含まれる強磁性材料について説明する。図１は、磁気デバイスの一例を示す図である。図１に示すように、磁気デバイス１は、基板１１と、薄膜１２と、を備える。
【００１０】
基板１１は、例えば、ガラス、フィルム、金属等、任意の材料により構成され得る。具体的に例えば、基板１１は、後述する強磁性材料の積層性を向上させるために、シリコン（特にｐドープシリコン）であってもよい。また、基板１１は、基板の柔軟性を得るために、ポリイミドフィルム等であってもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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