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METHOD OF MANUFACTURING MAGNETIC POWDERY FINE PARTICLE

Patent code P110004957
Posted date Aug 18, 2011
Application number P2005-347698
Publication number P2007-157815A
Patent number P4604197
Date of filing Dec 1, 2005
Date of publication of application Jun 21, 2007
Date of registration Oct 15, 2010
Inventor
  • (In Japanese)君嶋 義英
  • (In Japanese)山田 和香
  • (In Japanese)瀬々 佳奈
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人横浜国立大学
Title METHOD OF MANUFACTURING MAGNETIC POWDERY FINE PARTICLE
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of easily and inexpensively manufacturing ZnO- or TiO2-based magnetic powdery fine particles which have a ferromagnetic property and are transparent to visible light and absorb ultraviolet rays.
SOLUTION: The method of manufacturing magnetic powdery fine particles having a grain diameter of 5-20 nm includes a process wherein a mixture of a ZnO-based compound or TiO2-based compound and one or more kinds of transition elements selected among a group of Fe, V, Cr, Mn, Co, and Ni is treated at 100-700 rotations/min. for 30-120 min. in a ball mill. The transition elements are mixed in such a density as to be replaced with 1-50 atomic% of Zn or Ti in the ZnO-based compound or TiO2-based compound.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

酸化亜鉛および二酸化チタンは、禁制帯巾が3~3.3 eVのn型半導体であり、液晶ディスプレイや太陽電池の透明電極、湿度やガスセンサー、携帯機器の高周波フィルター用表面弾性波素子、紫外線レーザー発振素子等の電気・電子産業分野、ならびに抗菌剤および環境浄化用光触媒材料等の化学工業分野において使用されている。また、これら半導体は可視光に透明な紫外線遮断剤として化粧品材料にも多く使われている。

これらの諸物性は、電子による電荷移動や電荷分離現象を用いたものであるが、さらに上記半導体の電子のスピンを制御し、高い強磁性特性を持たせることができれば、大量情報の伝達に必要な光アイソレータ、高密度磁気記録、巨大磁気抵抗効果素子やスピン電界効果トランジスターなどへの応用が可能になり、将来の大量情報伝達に必要な電子材料を作製することができる。また現在多くの需要が見込める透明電磁波防護材や、紫外線防護機能と磁気機能とを併せもつ化粧品・医薬品などを安価に供給することが可能となる。さらに透明磁石や透明電極など、上記半導体の応用可能性は多岐にわたると考えられる。

このような材料は透明磁性半導体と呼ばれている。特に、酸化亜鉛および二酸化チタン材料の透明磁性半導体化に成功すれば、光、電荷、スピンを制御しうる新規な素子の開発が可能となる。
これらの材料として、MBE(分子線エピタキシー)やMOCVD(有機金属化学気相成長)を用い、ZnO中のZnの50原子%以上を、Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni等の遷移金属で置換する化合物が開示されている(例えば、特許文献1参照)。又、二酸化チタン・コバルト磁性膜をレーザアブレーション堆積装置で成膜する方法が開示されている(例えば、特許文献2参照)。又、酸化チタンにセリウムを添加してなる紫外線遮断剤の微粒子を、沈澱法(共沈法)により得る方法が開示されている(例えば、特許文献3参照)。

【特許文献1】
特開2001-130915号公報
【特許文献2】
特開2002-145622号公報
【特許文献3】
特開2002-80823号公報

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、強磁性を示し、可視光に透明で紫外線を吸収するZnO又はTiO2系磁性粉末微粒子の製造方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
ZnO系化合物又はTiO2系化合物と、Fe,V,Cr,Mn,Co及びNiの群から選ばれる1種以上の遷移元素との混合物を、ボールミル内で100~700回転/分、かつ30~120分間処理する工程を有し、
前記遷移元素が前記ZnO系化合物又はTiO2系化合物中のZn又はTiの1~50原子%を置換する割合で混合されている、粒径5~20nmの磁性粉末微粒子の製造方法。

【請求項2】
 
前記ボールミルの回転数を100~400回転/分とし、かつ30~120分間処理する、請求項1記載の磁性粉末微粒子の製造方法。

【請求項3】
 
前記ボールミルの回転数を500~700回転/分とし、かつ30~120分間処理し、前記磁性粉末微粒子の粒径を5~10nmとする、請求項1記載の磁性粉末微粒子の製造方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2005347698thum.jpg
State of application right Registered
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