(57)【要約】【課題】高い周波数帯域、特にＧＨｚ帯域で優れた特性を有するコアシェル型磁性材料を提供する。【解決手段】Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉからなる群から選ばれる少なくとも１つの磁性金属と、Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｈｆ，Ｚｎ，Ｍｎ，希土類元素、ＢａおよびＳｒから選ばれる少なくとも１つの非磁性金属とを含む非晶質の磁性金属粒子；および、この磁性金属粒子の少なくとも一部の表面に被覆され、磁性金属粒子の構成成分の１つである非磁性金属を少なくとも１つ含む酸化物からなる酸化物被覆層；を含むコアシェル型磁性粒子を備えるコアシェル型磁性材料。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉからなる群から選ばれる少なくとも１つの磁性金属と、Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｈｆ，Ｚｎ，Ｍｎ，希土類元素、ＢａおよびＳｒから選ばれる少なくとも１つの非磁性金属とを含む非晶質の磁性金属粒子；および
前記磁性金属粒子の少なくとも一部の表面に被覆され、前記磁性金属粒子の構成成分の１つである非磁性金属を少なくとも１つ含む酸化物からなる酸化物被覆層；
を含むコアシェル型磁性粒子を備えるコアシェル型磁性材料。
【請求項２】
前記磁性金属粒子が、前記非磁性金属と異なるＢ、Ｓｉ、Ｃ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｗから選ばれる少なくとも１つの添加金属を含むことを特徴とする請求項１記載のコアシェル型磁性材料。
【請求項３】
前記磁性金属粒子間の少なくとも一部に存在し、Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｈｆ，Ｚｎ，Ｍｎ，希土類元素、ＢａおよびＳｒから選ばれる少なくとも１つの非磁性金属を含み、粒子中の非磁性金属／磁性金属（原子比）が、前記酸化物被覆層中の非磁性金属／磁性金属（原子比）よりも大きい酸化物粒子を含むことを特徴とする請求項１または請求項２記載のコアシェル型磁性材料。
【請求項４】
前記磁性金属粒子が１ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下の平均粒径を有し、
前記酸化物被覆層が、０．１ｎｍ以上、１００ｎｍ以下の厚さを有し、
前記酸化物粒子が１ｎｍ以上、１００ｎｍ以下の平均粒径を有することを特徴とする請求項１ないし請求項３いずれか一項に記載のコアシェル型磁性材料。
【請求項５】
前記非磁性金属および前記添加金属が前記磁性金属粒子全体に対していずれも０．００１原子％以上２５原子％以下含まれ、
前記磁性金属、前記非磁性金属、または前記添加金属のうちの少なくとも２つは互いに固溶していることを特徴とする請求項２記載のコアシェル型磁性材料。
【請求項６】
前記磁性金属粒子がＦｅＣｏを含み、ＣｏがＦｅＣｏ中に１０原子％以上５０原子％以下含まれることを特徴とする請求項１ないし請求項５いずれか一項に記載のコアシェル型磁性材料。
【請求項７】
前記非磁性金属がＡｌおよびＳｉから選ばれる少なくとも１つの元素であり、ＡｌおよびＳｉから選ばれる少なくとも１つの元素が前記磁性金属に対して０．００１原子％以上５原子％以下含まれることを特徴とする請求項１ないし請求項６いずれか一項に記載のコアシェル型磁性材料。
【請求項８】
前記添加金属がＢであり、Ｂが前記磁性金属粒子全体に対して９原子％以上２５原子％以下含まれることを特徴とする請求項２記載のコアシェル型磁性材料。
【請求項９】
前記添加金属がＮｂ，ＺｒまたはＨｆのうち少なくともいずれか１つと、Ｂとを含み、前記磁性金属粒子全体に対してＮｂ，ＺｒまたはＨｆの合計の割合が、０．５原子％以上７原子％以下で、且つ、前記磁性金属粒子全体に対してＢの割合が、４原子％以上２０原子％以下であることを特徴とする請求項２記載のコアシェル型磁性材料。
【請求項１０】
前記磁性金属粒子は、１０以上のアスペクト比を有することを特徴とする請求項１ないし請求項９いずれか一項に記載のコアシェル型磁性材料。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０いずれか一項に記載のコアシェル型磁性材料を備えることを特徴とするデバイス装置。
【請求項１２】
請求項１ないし請求項１０いずれか一項に記載のコアシェル型磁性材料を備えることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項１３】
有限地板と、
前記有限地板上方に設けられ、一辺が前記有限地板に接続され、前記一辺と略平行な屈曲部を備える矩形導体板と、
前記有限地板上方に前記有限地板と略平行に配置され、前記一辺に略垂直方向に延伸し、給電点が前記矩形導体板の前記一辺に対向する他辺の近傍に位置するアンテナと、
前記有限地板と前記アンテナとの間の少なくとも一部の空間に設けられる磁性体と、
を有し、
前記磁性体が前記コアシェル型磁性材料であることを特徴とする請求項１２記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波用のコアシェル型磁性材料、これを用いたデバイス装置、およびアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁性材料は電磁波吸収体、磁性インク、インダクタンス素子等のデバイス装置に適用され、その重要さが年々増大している。これらの部品は、磁性材料の有する透磁率実部（比透磁率実部）μ’または透磁率虚部（比透磁率虚部）μ’’の特性を目的に応じて利用する。例えばインダクタンス素子は高いμ’（且つ低いμ’’）を利用し、電磁波吸収体は高いμ’’を利用する。そのため、実際にデバイス装置として使用する場合は、機器の利用周波数帯域に合わせてμ’およびμ’’を制御しなければならない。近年では、機器の利用周波数帯域が高周波化しているため、高周波でμ’、μ’’を制御できる材料の製造技術が強く求められている。
【０００３】
１ＭＨｚ以上の高周波域で使用するインダクタンス素子用磁性材料としては、主にフェライトやアモルファス合金が用いられている。これら磁性材料は、１ＭＨｚ〜１０ＭＨｚ域においては損失がなく（低いμ’’）、高いμ’を有し、良好な磁気特性を示す。しかしながら、この磁性材料は１０ＭＨｚ以上のさらに高い周波域では透磁率実部μ’が低下し必ずしも満足する特性が得られていない。
【０００４】
このようなことからスパッタ法、めっき法などの薄膜技術によるインダクタンス素子の開発も盛んに行われ、高周波域においても優れた特性を示すことが確認されている。しかしながら、スパッタ法などの薄膜技術には大型の設備が必要で、且つ膜厚等を精密に制御する必要から、コストや歩留りの点では必ずしも十分満足するものではない。また、薄膜技術によるインダクタンス素子は高温、高湿度における磁気特性の長時間の熱的安定性に欠ける問題があった。
【０００５】
また、高周波で高いμ’と低いμ’’を有する磁性材料は、アンテナ装置等の高周波通信機器のデバイス装置への応用が期待される。現在の携帯通信端末は、情報伝播の多くを電波の送受信にて行っている。現在用いられている電波の周波数帯域は、１００ＭＨｚ以上の高周波領域である。そこで、この高周波領域において有用な電子部品および基板に注目が集まっている。また、携帯移動体通信、衛星通信においては、ＧＨｚ帯の高周波域の電波が使用されるようになっている。
【０００６】
このような高周波域の電波に対応するためには、電子部品におけるエネルギー損失や伝送損失が小さいことが必要である。例えば、携帯通信端末に不可欠なアンテナ部材では、アンテナから発生される電波は伝送過程において伝送損失が生じる。この伝送損失は、熱エネルギーとして電子部品および基板内で消費されて電子部品における発熱の原因となるため好ましくない。そして、この結果、外部に送信すべき電波が打ち消されるために、必要以上の強力な電波を送信する必要があり、電力の有効利用という点で問題があった。これらの伝送損失の問題は、アンテナ部材を小型化すればするほど、顕著になる。
【０００７】
近年、通信機器の小型化、軽量化への要望の高まりに伴って、各電子部品が小型になり省スペース化を図っているに拘わらず、アンテナ部材は上述した理由により伝送損失を抑えるために電子部品および基板からの距離を確保することが必要不可欠である。このため、不要な空間を有することを余儀なくされるため、省スペース化を図ることが難しいという問題がある。
【０００８】
そこで、誘電体セラミックスを用いたアンテナが開発されており、アンテナの小型化を達成することにより省スペース化が可能となっている。しかしながら、誘電体は誘電損失を持つため、結果的に伝送損失が大きくなり、送受信感度が得られず、補助的なアンテナとして用いているのが現状であり限界がある。また、誘電体はアンテナの共振周波数を狭帯域化する傾向があり、広帯域アンテナとしては好ましくない。
【０００９】
アンテナの小型化、省電力化の方法として、高透磁率（高いμ’、低いμ’’）の絶縁基板に、アンテナから通信機器内の電子部品や基板へ到達する電波を巻き込んで電子部品や基板へ電波を到達させずに送受信を行う方法がある。これによって、アンテナの小型化と省電力化が可能となるが、同時に、アンテナの共振周波数を広帯域化することも可能となり、より好ましい。
【００１０】
通常の高透磁率部材としては金属もしくは合金であるが、これらは金属であるため抵抗が低くアンテナ特性を劣化させるため、使用できない。高透磁率部材をアンテナ基板として用いる場合は、高透磁率部材が高い絶縁性を有することも必要である。
【００１１】
一方、フェライトに代表される絶縁性酸化物の高透磁率部材をアンテナ基板に用いる場合、低抵抗によるアンテナ特性劣化は抑制出来るが、数百Ｈｚの高周波では共鳴周波数に近づき、共鳴による伝送損失が顕著になり使用できない。
【００１２】
なお、高透磁率部材をアンテナ基板として用いる場合、材料厚さとして、１０μｍ以上、強いては１００μｍ以上の厚さも必要である。現状において、高い周波数帯域、特にＧＨｚ帯域で高い透磁率を有する１０μｍ以上、強いては１００μｍ以上の厚膜の絶縁性高透磁率部材は存在しない。このため、アンテナ基板の材料として、高周波数の電波に対しても使用できる伝送損失を極力抑えた絶縁性で厚膜の高透磁率部材（高いμ’、低いμ’’）が求められている。
【００１３】
一方、電磁波吸収体では高いμ’’を利用して、電子機器の高周波化に伴い発生したノイズを吸収し、電子機器の誤動作等の不具合を低減させている。電子機器としては、ＩＣチップ等の半導体素子や各種通信機器などが挙げられる。このような電子機器は１ＭＨｚから数ＧＨｚ、さらには数１０ＧＨｚ以上の高周波域で使用されるものなど様々である。
【００１４】
特に、近年は１ＧＨｚ以上の高周波域で使用される電子機器が増加する傾向にある。高周波域で使用される電子機器の電磁波吸収体は、従来、フェライト粒子、カルボニル鉄粒子、ＦｅＡｌＳｉフレーク、ＦｅＣｒＡｌフレークなどを樹脂と混合するバインダー成形法によって製造されている。しかしながら、これらの材料は１ＧＨｚ以上の高周波域においてμ’、μ’’が共に極端に低く、必ずしも満足する特性は得られていない。その他、メカニカルアロイング法等で合成される材料では、長時間の熱的安定性に欠け歩留まりが低い問題がある。
【００１５】
特許文献１には、高周波用に用いる磁性材料として、金属微粒子を無機材料で多層に被覆されたコアシェル型磁性材料が開示されている。
【特許文献１】特開２００６−９７１２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、その目的とするところは、高い周波数帯域、特にＧＨｚ帯域で優れた特性を有するコアシェル型磁性材料、これを用いたデバイス装置、およびアンテナ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の一態様のコアシェル型磁性材料は、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉからなる群から選ばれる少なくとも１つの磁性金属と、Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｈｆ，Ｚｎ，Ｍｎ，希土類元素、ＢａおよびＳｒから選ばれる少なくとも１つの非磁性金属とを含む非晶質の磁性金属粒子；および、前記磁性金属粒子の少なくとも一部の表面に被覆され、前記磁性金属粒子の構成成分の１つである非磁性金属を少なくとも１つ含む酸化物からなる酸化物被覆層；を含むコアシェル型磁性粒子を備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明の一態様のデバイス装置は、前記態様のコアシェル型磁性材料を備えることを特徴とする。
【００１９】
本発明の一態様のアンテナ装置は、前記態様のコアシェル型磁性材料を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、高い周波数帯域、特にＧＨｚ帯域で優れた特性を有するコアシェル型磁性材料、これを用いたデバイス装置、およびアンテナ装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
【００２２】
（第１の実施の形態）
本実施の形態のコアシェル型磁性材料は、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉからなる群から選ばれる少なくとも１つの磁性金属と、Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｈｆ，Ｚｎ，Ｍｎ，希土類元素、ＢａおよびＳｒから選ばれる少なくとも１つの非磁性金属とを含む非晶質の磁性金属粒子；および、この磁性金属粒子の少なくとも一部の表面に被覆され、磁性金属粒子の構成成分の１つである非磁性金属を少なくとも１つ含む酸化物からなる酸化物被覆層；を含むコアシェル型磁性粒子を備えている。
【００２３】
上記構成を有することにより、高い周波数帯域、特にＧＨｚ帯域で優れた特性を有するコアシェル型磁性材料が実現される。具体的には、所望の高周波数帯域で高透磁率（高いμ’、低いμ’’）と絶縁性が実現でき、例えば、アンテナ装置に好適な伝送損失を極力抑えた磁性材料が提供される。また、所望の高周波数帯域での電波吸収体に好適な吸収特性に優れた磁性材料が提供される。さらに、長時間の磁気特性の熱的安定性に優れた磁性材料が提供される。
【００２４】
磁性金属粒子に含有する磁性金属は、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉからなる群から選ばれる少なくとも１つを含み、特にＦｅ基合金、Ｃｏ基合金、ＦｅＣｏ基合金が高い飽和磁化を実現できるために好ましい。Ｆｅ基合金は、第２成分としてＮｉ，Ｍｎ，Ｃｕなどを含有する、例えばＦｅＮｉ合金、ＦｅＭｎ合金、ＦｅＣｕ合金を挙げることができる。Ｃｏ基合金は、第２成分としてＮｉ，Ｍｎ，Ｃｕなどを含有する、例えばＣｏＮｉ合金、ＣｏＭｎ合金、ＣｏＣｕ合金を挙げることができる。ＦｅＣｏ基合金は、第２成分としてＮｉ，Ｍｎ，Ｃｕなどを含有する合金を挙げることができる。これらの第２成分は、コアシェル型磁性粒子の高周波磁気特性を向上させるために効果的な成分である。
【００２５】
磁性金属の中でも、特にＦｅＣｏ基合金を用いることが好ましい。ＦｅＣｏ中のＣｏ量は、熱的安定性および耐酸化性と２テスラ以上の飽和磁化を満足さえる点から１０原子％以上５０原子％以下にすることが好ましい。更に好ましいＦｅＣｏ中のＣｏ量は、より飽和磁化を高める観点から２０原子％以上４０原子％以下の範囲である。
【００２６】
磁性金属粒子に含有する非磁性金属は、Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｈｆ，Ｚｎ，Ｍｎ，希土類元素、ＢａおよびＳｒからなる群から選ばれる少なくとも１つの金属である。これら非磁性金属は、酸化物の標準生成ギブスエネルギーが小さく酸化し易い元素で、且つ磁性金属粒子を被覆する酸化物被覆層の構成成分の１つとして含まれ、その絶縁性を安定的に付与できる。中でも、Ａｌ，Ｓｉは磁性金属粒子の主成分であるＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉと固溶し易く、コアシェル型磁性粒子の熱的安定性の向上に寄与するために好ましい。特に、ＡｌおよびＳｉから選ばれる少なくとも１つの元素を用いた場合は熱的安定性および耐酸化性が高くなるために好ましい。
【００２７】
非磁性金属の量は、高い熱的安定性、高い耐酸化性、高い飽和磁化を満足させる点から磁性金属に対して０．００１原子％以上２５原子％以下含むことが好ましい。その中でも、０．００１原子％以上５原子％以下含むことがより好ましく、更に好ましくは０．０１原子％以上５原子％以下である。特に、ＡｌおよびＳｉから選ばれる少なくとも１つの元素（共存する場合はあわせたもの）を用いた場合は磁性金属に対して０．００１原子％以上５原子％以下含まれることが望ましい。
【００２８】
磁性金属粒子は非晶質である。非晶質であることにより、磁性金属粒子の電気抵抗を大きくすることができるため、渦電流損失による透磁率の低下を抑制することが挙げられる。また、結晶化したものと比べると、耐酸化性や耐食性に優れるという利点も挙げられる。また、非晶質であることは、結晶磁気異方性がないことを意味しており、高い透磁率を実現することが可能になる。更には、非晶質の場合、磁場によって容易に一方向に磁気異方性を誘導させることが可能となり、優れた高周波磁気特性を実現することが出来る。
【００２９】
磁性金属粒子は、非磁性金属と異なるＢ、Ｓｉ、Ｃ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｗから選ばれる少なくとも１つの添加金属が含まれることが好ましい。これらの添加金属は、磁性金属粒子の結晶相を非晶質（アモルファス）化させるのに有効な金属であり、その中でも特にＢ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｈｆが有効であり、Ｂが最も効果的である。
【００３０】
添加金属は、高い熱的安定性、高い耐酸化性、高い飽和磁化、高い透磁率を満足させる点から磁性金属粒子全体に対して０．００１原子％以上２５原子％以下含むことが好ましい。特に、添加元素としてＢを用いた場合のＢ量は、磁性金属粒子全体に対して、９原子％以上２５原子％以下であることが好ましい。Ｂが９原子％より少ないと、磁性金属粒子の非晶質化が困難になり、２５原子％より多いと、磁性金属粒子中に含まれる磁性相の割合が減り、透磁率が低くなってしまい好ましくない。
【００３１】
添加金属として、Ｂの一部をＮｂまたはＺｒまたはＨｆのうち少なくともいずれか１つと置き換えることも効果的である。Ｎｂ、Ｚｒ、Ｈｆは磁性金属相の結晶化温度を上昇させる効果があり、磁性金属粒子の非晶質化を促進させることが可能となり好ましい。この場合、添加金属がＮｂまたはＺｒまたはＨｆのうち少なくともいずれか１つと、Ｂとを含み、磁性金属粒子全体に対してＮｂまたはＺｒまたはＨｆの合計の割合が、０．５原子％以上７原子％以下で、且つ、磁性金属粒子全体に対してＢの割合が、４原子％以上２０原子％以下であることが、高い熱的安定性、高い耐酸化性、高い飽和磁化を満足させる点から好ましい。
【００３２】
磁性金属粒子に含まれる磁性金属、非磁性金属および添加金属のうちの少なくとも２つは、互いに固溶していることが好ましい。固溶することによって、磁性金属粒子の非晶質化を促進させることができる上に、熱的安定性、耐酸化性を向上することが可能になるため、高周波磁気特性を向上することができる。また、コアシェル型磁性粒子の機械的特性を向上することができる。すなわち、固溶せずに磁性金属粒子の粒界や表面に偏析すると、機械特性を効果的に向上させることが困難になるおそれがある。
【００３３】
磁性金属粒子は、非晶質であるが、部分的に結晶化していることを排除するものではない。磁性金属粒子が非晶質であることは、Ｘ線回折パターンや、電子線回折パターンから判断できる。Ｘ線回折パターンでは、結晶の場合のようなシャープな強いピークではなく、ブロードな弱いピークが現れる。電子線回折パターンでは、明瞭なスポットではなく、ハローリングが現れる。本明細中における非晶質とは、Ｘ線回折における磁性相の最強ピークの半値幅が、０．４°以上、より好ましくは、３．０°以上の状態である。
【００３４】
磁性金属粒子の組成分析は、例えば以下の方法で行うことができる。例えばＡｌのような非磁性金属や、添加金属の分析は、ＩＣＰ発光分析、ＴＥＭ−ＥＤＸ、ＸＰＳ、ＳＩＭＳなどの方法を挙げることができる。ＩＣＰ発光分析によれば、弱酸などにより溶解した磁性金属粒子（コア）部分と、アルカリや強酸などにより溶解した残留物（酸化物シェル）、および粒子全体との分析結果を比較することにより、磁性金属粒子の組成を確認、すなわち磁性金属粒子中の非磁性金属や添加金属の量を測定できる。
【００３５】
また、ＴＥＭ−ＥＤＸによれば磁性金属粒子（コア）とシェルにビームを絞ってＥＤＸを照射し、半定量することにより、磁性金属粒子の大体の組成を確認できる。更に、ＸＰＳによれば磁性金属粒子を構成する各元素の結合状態を調べることもできる。
【００３６】
磁性金属粒子は、平均粒径が１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下、好ましくは１ｎｍ以上１００ｎｍ以下、さらに好ましくは１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることが望ましい。平均粒径を１０ｎｍ未満にすると、超常磁性が生じて磁束量が低下するおそれがある。一方、平均粒径が１０００ｎｍを超えると、高周波領域で渦電流損が大きくなり、目的とする高周波領域での磁気特性が低下するおそれがある。
【００３７】
コアシェル型磁性粒子において、磁性金属粒子の粒径が大きくなると、磁気構造としては単磁区構造よりも多磁区構造の方がエネルギー的に安定になる。この時、多磁区構造のコアシェル型磁性粒子は単磁区構造のそれに比べて透磁率の高周波特性が低下する。このようなことから、コアシェル型磁性粒子を高周波用磁性部材として使用する場合は、単磁区構造を有する磁性金属粒子として存在させることが好ましい。
【００３８】
単磁区構造を保つ磁性金属粒子の限界粒径は、５０ｎｍ程度以下であるため、その磁性金属粒子の平均粒径は５０ｎｍ以下にすることが好ましい。以上の点から、磁性金属粒子は平均粒径が１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下、好ましくは１ｎｍ以上１００ｎｍ以下、さらに好ましくは１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることが望ましい。
【００３９】
磁性金属粒子は、球状でもよいが、大きいアスペクト比（例えば１０以上）を持つ偏平状、棒状であることが好ましい。棒状には回転楕円体も含む。ここで、「アスペクト比」とは高さと直径の比（高さ／直径）を指す。球状の場合は、高さも直径と等しくなるためアスペクト比は１になる。偏平状粒子のアスペクト比は（直径／高さ）である。棒状のアスペクト比は（棒の長さ／棒の底面の直径）である。但し、回転楕円体のアスペクト比は（長軸／短軸）となる。
【００４０】
アスペクト比を大きくすると、形状による磁気異方性を付与することができ、透磁率の高周波特性を向上させることができる。その上、コアシェル型磁性粒子を一体化して所望の部材を作製する際に磁場によって容易に配向させることが可能になり、さらに透磁率の高周波特性を向上させることができる。また、アスペクト比を大きくすることによって、単磁区構造となる磁性金属粒子の限界粒径を大きくする、例えば５０ｎｍを超える粒径にする、ことができる。球状の磁性金属粒子の場合には単磁区構造になる限界粒径が５０ｎｍ程度である。アスペクト比の大きな偏平状の磁性金属粒子では限界粒径を大きくでき、透磁率の高周波特性は劣化しない。
【００４１】
一般に粒径の大きな粒子の方が合成し易いため、製造上の観点からアスペクト比が大きい方が有利になる。さらに、アスペクト比を大きくすることによって、磁性金属粒子を有するコアシェル型磁性粒子を一体化して所望の部材を作製する際、充填率を大きくすることができるため、部材の体積当たり、重量当たりの飽和磁化を大きくすることができ、結果として透磁率も大きくすることが可能となる。
【００４２】
磁性金属粒子の少なくとも一部の表面を被覆する酸化物被覆層は、磁性金属粒子の構成成分の１つである非磁性金属を少なくとも１つ含む酸化物もしくは複合酸化物からなる。この酸化物被覆層は、内部の磁性金属粒子の耐酸化性を向上させるのみならず、酸化物被覆層で覆われたコアシェル型磁性粒子を一体化して所望の部材を作製する際にそれらの磁性粒子同士を電気的に離し、部材の電気抵抗を高めることができる。
【００４３】
部材の電気抵抗を高くすることによって、高周波における渦電流損失を抑制し、透磁率の高周波特性を向上することが可能になる。このため、酸化物被覆層は電気的に高抵抗であることが好ましく、例えば１ｍΩ・ｃｍ以上の抵抗値を有することが好ましい。
【００４４】
Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｈｆ，Ｚｎ，Ｍｎ，希土類元素、ＢａおよびＳｒからなる群からから選ばれる少なくとも１つの非磁性金属は、前述したように酸化物の標準生成ギブスエネルギーが小さく酸化し易い元素で、安定的な酸化物を形成し易い。このような非磁性金属を少なくとも１つ以上含む酸化物もしくは複合酸化物からなる酸化物被覆層は、磁性金属粒子に対する密着性・接合性を向上でき、磁性金属粒子の熱的な安定性も向上できる。
【００４５】
非磁性金属の中でＡｌ，Ｓｉは、磁性金属粒子の主成分であるＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉと固溶し易く、コアシェル型磁性粒子の熱的安定性の向上に寄与するために好ましい。複数種の非磁性金属を含む複合酸化物は固溶した形態も包含される。
【００４６】
酸化物被覆層は、０．１ｎｍ以上１００ｎｍ以下、さらに好ましくは０．１ｎｍ以上２０ｎｍ以下の厚さを有すること好ましい。酸化物被覆層の厚さを０．１ｎｍ未満にすると、耐酸化性が不十分になると共に、酸化物被覆層で覆われたコアシェル型磁性粒子を一体化して所望の部材を作製する際に部材の抵抗が低下して渦電流損失を発生し易く、透磁率の高周波特性を劣化するおそれがある。
【００４７】
一方、酸化物被覆層の厚さが１００ｎｍを超えると、酸化物被覆層で覆われたコアシェル型磁性粒子を一体化して所望の部材を作製する際、酸化物被覆層の厚さ分だけ部材中に含まれる磁性金属粒子の充填率が低下して、部材の飽和磁化の低下、それによる透磁率の低下を招くおそれがある。
【００４８】
本実施の形態のコアシェル型磁性材料は、例えば粉末、バルク（ペレット状、リング状、矩形状など）、シートを含む膜状等の形態が挙げられる。
【００４９】
磁性シートは、コアシェル型磁性材料と、樹脂とを含有する。コアシェル型磁性材料は、シート全体に対して１０％以上７０％以下の体積率を占めることが望ましい。体積率が７０％を超えると、シートの電気的抵抗が小さくなり渦電流損失が増加し高周波磁気特性が劣化するおそれがある。体積率を１０％未満にすると、磁性金属の体積分率が低下することで磁性シートの飽和磁化が低下し、それにより透磁率が低下するおそれがある。また、樹脂もしくはセラミックスは５％以上８０％以下の体積率を占めることが望ましい。５％未満にすると、粒子同士が結着できずシートとしての強度が低下するおそれがある。８０％を超えると、磁性金属粒子がシートに占める体積率が低下し、透磁率が低下するおそれがある。
【００５０】
樹脂は、特に限定されないが、ポリエステル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ニトリル−ブタジエン系ゴム、スチレン−ブタジエン系ゴム、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アミド系樹脂、イミド系樹脂、或いはそれらの共重合体が用いられる。
【００５１】
また、樹脂の代わりに酸化物、窒化物、炭化物などの無機材料を用いてもよい。無機材料は、具体的にはＭｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｈｆ，Ｚｎ，Ｍｎ，希土類元素、ＢａおよびＳｒからなる群から選ばれる少なくとも１つの金属を含む酸化物、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ等を挙げることができる。
【００５２】
磁性シートの作製方法は、特に限定されないが、例えばコアシェル型磁性材料と、樹脂と、溶媒とを混合し、スラリーとし、塗布、乾燥することで作製することができる。また、コアシェル型磁性材料と樹脂との混合物をプレスしてシート状あるいはペレット状に成型してもよい。更に、コアシェル型磁性材料を溶媒中に分散させ、電気泳動などの方法により堆積してもよい。
【００５３】
磁性シートは、積層構造にしてもよい。積層構造にすることによって容易に厚膜化することが可能になるのみならず、非磁性絶縁性層と交互に積層することによって高周波磁気特性を向上させることが可能となる。すなわち、コアシェル型磁性材料を含む磁性層を厚さ１００μｍ以下のシート状に形成し、このシート状磁性層を厚さ１００μｍ以下の非磁性絶縁性酸化物層とで交互に積層した積層構造を有することによって、高周波磁気特性が向上する。すなわち、磁性層単層の厚さを１００μｍ以下にすることによって、面内方向に高周波磁場を印加した時に、反磁界の影響を小さくすることができ、透磁率を増大させることが可能になるのみならず透磁率の高周波特性が向上する。積層方法は特に限定されないが、磁性シートを複数枚重ねてプレスなどの方法で圧着したり、加熱、焼結させたりすることによって積層することができる。
【００５４】
以上説明したコアシェル型磁性材料において、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉからなる群から選ばれる少なくとも１つの磁性金属と、Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｈｆ，Ｚｎ，Ｍｎ，希土類元素、ＢａおよびＳｒから選ばれる少なくとも１つの非磁性金属とを含む非晶質の磁性金属粒子は高い飽和磁化と高い透磁率、高い熱的安定性、高い耐酸化性を有する。また、この磁性金属粒子の少なくとも一部の表面に被覆された磁性金属粒子の構成成分の１つである非磁性金属を少なくとも１つ含む酸化物からなる酸化物被覆層は高い絶縁性を有する。その結果、飽和磁化が高く、且つ、透磁率の高い磁性金属粒子の表面を絶縁性の高い酸化物被覆層で被覆することによって、高周波での損失の要因となる渦電流損失を抑制でき、さらに熱的安定性の高いコアシェル型磁性材料を得ることができる。
【００５５】
（第２の実施の形態）
本実施の形態のコアシェル型磁性材料は、磁性金属粒子間の少なくとも一部に存在し、Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｈｆ，Ｚｎ，Ｍｎ，希土類元素、ＢａおよびＳｒから選ばれる少なくとも１つの非磁性金属を含み、粒子中の非磁性金属／磁性金属（原子比）が、酸化物被覆層中の非磁性金属／磁性金属（原子比）よりも大きい酸化物粒子を含むこと以外は第１の実施の形態と同様である。したがって、第１の実施の形態と重複する内容については記載を省略する。
【００５６】
磁性金属粒子間の少なくとも一部に存在する酸化物粒子は、非磁性金属を少なくとも１つ含む酸化物もしくは複合酸化物からなる。ここで、磁性金属粒子（コア）間の少なくとも一部に存在するとは、酸化物粒子がコアに直接接してコア間に存在しても、シェルに接することによってコア間に存在しても構わない。
【００５７】
この酸化物粒子は、酸化物被覆層と同様に、磁性金属粒子の耐酸化性、凝集抑制力、即ち磁性金属粒子の熱的安定性を向上させるのみならず、酸化物被覆層で覆われたコアシェル型磁性粒子を一体化して所望の部材を作製する際にそれらの磁性粒子同士を電気的に離し、部材の電気抵抗を高めることができる。部材の電気抵抗を高くすることによって、高周波における渦電流損失を抑制し、透磁率の高周波特性を向上することが可能になる。このため、酸化物粒子は電気的に高抵抗であることが好ましく、例えば１ｍΩ・ｃｍ以上の抵抗値を有することが好ましい。
【００５８】
酸化物粒子は、Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｈｆ，Ｚｎ，Ｍｎ，希土類元素、ＢａおよびＳｒからなる群からから選ばれる少なくとも１つの非磁性金属を含む。これら非磁性金属は、前述したように酸化物の標準生成ギブスエネルギーが小さく酸化し易い元素で、安定的な酸化物を形成し易い。そして、この酸化物粒子中の非磁性金属／磁性金属（原子比）が、酸化物被覆層中の非磁性金属／磁性金属（原子比）よりも大きくなっている。このように、非磁性金属の割合が高いため、酸化物粒子は酸化物被覆層よりもさらに熱的に安定である。このため、このような酸化物粒子が、磁性金属粒子間の少なくとも一部に存在することによって、磁性金属粒子同士の電気的絶縁性をより向上させることができ、また、磁性金属粒子の熱的な安定性を向上させることが出来る。
【００５９】
なお、酸化物粒子は、磁性金属粒子に含まれる非磁性金属と同種、すなわち、酸化物被覆層に含まれる非磁性金属と同種の非磁性金属を含む酸化物粒子であることがより好ましい。同種の非磁性金属を含む酸化物粒子であることによって、磁性金属粒子の熱的安定性がより向上するからである。
【００６０】
酸化物粒子は、平均粒径が１ｎｍ以上、１００ｎｍ以下であることが好ましく、更には、酸化物粒子の粒径が磁性金属粒子の粒径よりも小さい事がより好ましい。平均粒径が１ｎｍ以下であると磁性金属粒子同士の電気的絶縁性及び磁性金属粒子の熱的な安定性が不十分であり好ましくない。また、平均粒径が１００ｎｍ以上であるとコアシェル型磁性材料全体に含まれる酸化物粒子の割合が大きくなり、つまり、コアシェル型磁性材料全体に含まれる磁性金属粒子の割合が小さくなり、部材の飽和磁化の低下、それによる透磁率の低下を招くおそれがあり、好ましくない。酸化物粒子の粒径が磁性金属粒子の粒径が大きい場合も同様に部材の飽和磁化の低下、それによる透磁率の低下を招くおそれがあり好ましくない。以上の点から、酸化物粒子は平均粒径が１ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが望ましく、且つ、酸化物粒子の粒径が磁性金属粒子の粒径よりも小さい事がより望ましい。
【００６１】
酸化物粒子によるコアシェル型磁性材料の高周波特性向上効果を得るためには、コアシェル型磁性材料中の磁性金属粒子間に酸化物粒子が多数存在していることが必要である。酸化物粒子の数については、磁性金属粒子の粒径と酸化物粒子の粒径によって異なるが、目安としては、酸化物粒子数が、コアシェル型磁性粒子数の１０％より大きいことが望ましい。ただし、酸化物粒子数が、コアシェル型磁性粒子数に対してあまりにも大きいと、磁性金属粒子の減少による飽和磁化の低下が起こりこれによって透磁率の低下が見られるようになるため、酸化物粒子数が、目安として、コアシェル型磁性粒子数の２００％未満であることが望ましい。ただし、上記はあくまで目安であり、磁性金属粒子の粒径と酸化物粒子の粒径によって多少異なる。即ち、酸化物粒子の粒径は先述の様に磁性金属粒子の粒径よりも小さい事が好ましいが、２つの粒径の割合、つまり、（酸化物粒子の粒径）／（磁性金属粒子の粒径）が比較的大き目の場合、酸化物粒子数は少なくても良く、（酸化物粒子の粒径）／（磁性金属粒子の粒径）が比較的小さ目の場合、酸化物粒子は多い方が望ましい。
【００６２】
なお、本実施の形態において、より優れた特性を実現するためには、酸化物被覆層の組成および膜厚、酸化物粒子の組成および粒径ができる限り均一に形成されていることが望ましい。
【００６３】
本実施の形態のコアシェル型磁性材料によれば、酸化物粒子が存在することにより、より一層の透磁率の高周波特性を向上と、熱的安定性の向上の実現が可能となる。
【００６４】
第１および第２の実施形態のコアシェル型磁性材料において、材料組織はＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）、ＴＥＭ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）で、回折パターン（固溶の確認を含む）はＴＥＭ回折、ＸＲＤ（Ｘ−ｒａｙ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）で、構成元素の同定および定量分析はＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ｐｌａｓｍａ）発光分析、蛍光Ｘ線分析、ＥＰＭＡ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｐｒｏｂｅ  Ｍｉｃｒｏ−Ａｎａｌｙｓｉｓ）、ＥＤＸ（Ｅｎｅｒｇｙ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  Ｘ−ｒａｙ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）、ＳＩＭＳ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  Ｉｏｎ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）等で、それぞれ判別（分析）可能である。磁性金属粒子、酸化物粒子の平均粒径は、ＴＥＭ観察、ＳＥＭ観察により、個々の粒子の最も長い対角線と最も短い対角線を平均したものをその粒子径とし、多数の粒子径の平均から求めることが可能である。また、酸化膜被覆層の膜厚はＴＥＭ観察によって求めることが可能である。
【００６５】
第１および第２の実施の形態のコアシェル型磁性材料の製造方法は、特に限定されない。例えば、磁性金属と非磁性金属と添加金属の複合粒子である磁性金属粒子を製造する工程と、複合粒子表面を炭素で被覆する工程と、炭素で被覆した複合粒子を還元雰囲気化において熱処理して炭素を除去する工程と、複合粒子を酸化し、磁性金属粒子表面に酸化物被覆層形成する工程とを経ることで製造が可能である。
【００６６】
複合粒子を製造する工程は、特に限定されないが、熱プラズマ法等を利用するのが好ましい。例えば、高周波誘導熱プラズマ装置にプラズマ発生用のガスとしてアルゴン（Ａｒ）を流入し、プラズマを発生させ、ここに磁性金属と非磁性金属と添加金属が固溶した粉末を、Ａｒをキャリアガスとして噴霧することによって、複合粒子が合成される。
【００６７】
複合粒子表面を炭素で被覆する工程は特に限定されないが、複合粒子を製造する工程において、炭素被覆の原料としてアセチレンガスやメタンガス等をキャリアガスに導入する等の方法が好ましい。これによって、磁性金属粒子に炭素被覆された粒子が得られる。
【００６８】
炭素で被覆した複合粒子を還元雰囲気下において熱処理して炭素を炭化水素化する工程は、特に限定されないが、還元雰囲気としては、例えば水素もしくは一酸化炭素、メタン等の還元性気体を含む窒素またはアルゴンの雰囲気、あるいは加熱対象物の周囲をカーボン材料で覆った状態での窒素またはアルゴンの雰囲気等で熱処理を施すことが好ましい。
【００６９】
また、還元性気体を含む窒素またはアルゴンの雰囲気は、気流により形成することが好ましく、その気流の流速は１０ｍＬ／分以上にすることが好ましい。還元雰囲気中での加熱は、１００℃〜８００℃の温度で行うことが好ましい。加熱温度を１００℃未満にすると還元反応の進行が遅くなるおそれがある。一方、８００℃を超えると、析出した金属微粒子の凝集・粒成長が短時間で進行するおそれがある。還元温度と時間は、少なくとも炭素被覆層を還元できる条件であれば、特に限定されるものではない。また、還元時間は還元温度との兼ね合いで決まり、例えば１０分間以上、１０時間以下の範囲とすることが好ましい。
【００７０】
複合粒子を酸化する工程は、酸素やＣＯ２等の酸化性雰囲気であれば良く、特に限定されない。酸素を用いる場合は、酸素濃度が高いと酸化が瞬時に進行し発熱などにより凝集の恐れがあるため不活性ガス中に酸素が５％以下であることが望ましく、より望ましくは１０ｐｐｍ〜３％の範囲が望ましいが特にこれに限定されるものでは無い。加熱温度は、室温〜８００℃の温度で行うことが好ましい。８００℃を超えると、磁性金属粒子の凝集・粒成長が短時間で進行し、磁気特性を劣化させるおそれがあり好ましくない。
【００７１】
以上のような、製造方法によって、実施の形態のコアシェル型磁性材料を製造することが可能となる。
【００７２】
（第３の実施の形態）
本実施の形態のデバイス装置は、第１または第２の実施の形態のコアシェル型磁性材料を有する高周波用デバイス装置である。したがって、第１または第２の実施の形態と重複する内容については記載を省略する。このデバイス装置は、例えば、インダクタ、チョークコイル、フィルター、トランス等の高周波磁性部品や電波吸収体である。
【００７３】
このデバイス装置に適用するために、コアシェル型磁性材料は、種々の加工を施すことを許容する。例えば焼結体の場合は、研磨や切削等の機械加工が施され、粉末の場合はエポキシ樹脂、ポリブタジエンのような樹脂との混合が施される。必要に応じてさらに表面処理が施される。高周波磁性部品がインダクタ、チョークコイル、フィルター、トランスである場合には巻線処理がなされる。
【００７４】
本実施の形態のデバイス装置によれば、特にＧＨｚ帯域で優れた特性を有するデバイス装置が実現可能となる。
【００７５】
（第４の実施の形態）
本実施の形態のアンテナ装置は、第１または第２の実施の形態のコアシェル型磁性材料を有するアンテナ装置である。したがって、第１または第２の実施の形態と重複する内容については記載を省略する。本実施の形態のアンテナ装置は、給電端子と、一端に給電端子が接続されるアンテナエレメントと、このアンテナエレメントから放射される電磁波の伝送損失を抑制するためのコアシェル型磁性材料を備えている。
【００７６】
図１は、本実施の形態のアンテナ装置の構成図である。図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＡ−Ａ矢視断面図である。コアシェル型磁性材料２が、給電端子４が一端に接続されるアンテナエレメント６と、配線基板８との間に設けられている。この配線基板８は、例えば、携帯機器の配線基板であり、例えば、金属の筐体で囲まれている。
【００７７】
例えば、携帯機器のアンテナが電磁波を放射する際、アンテナと、携帯機器の筐体などの金属とが、一定以上に近接すると、金属内に生じる誘導電流により電磁波の放射が妨げられてしまう。しかしアンテナ近傍にコアシェル型磁性材料を配置することで、アンテナと、筐体などの金属とを近接させても、誘導電流が発生せず、電波通信を安定化でき、携帯機器を小型化しうる。
【００７８】
本実施の形態のように、コアシェル型磁性材料２を、給電端子４を挟む２本のアンテナエレメント６と、配線基板８との間に挿入することで、アンテナエレメント６が電磁波を放射する際、配線基板８に生じる誘導電流を抑制し、アンテナ装置の放射効率を上げることができる。
【００７９】
（第５の実施の形態）
本実施の形態のアンテナ装置は、アンテナ装置が有限地板と、有限地板上方に設けられ、一辺が有限地板に接続され、この一辺と略平行な屈曲部を備える矩形導体板と、有限地板上方に有限地板と略平行に配置され、先の一辺に略垂直方向に延伸し、給電点が矩形導体板の先の一辺に対向する他辺の近傍に位置するアンテナと、有限地板とアンテナとの間の少なくとも一部の空間に設けられる磁性体とを有する。そして、この磁性体が第１または第２の実施の形態に記載したコアシェル型磁性材料である。したがって、第１または第２の実施の形態と重複する内容については記載を省略する。
【００８０】
なお、ここで上方とは、あくまで有限地板が下方にある場合を基準にした位置関係を示すための表現であり、必ずしも、常に鉛直方向に対して、上方にあることを示す表現ではない。また、上方とは２つの要素が接している場合も包含する概念とする。
【００８１】
図２は、本実施の形態のアンテナ装置の構成図である。図２（ａ）は斜視図、図２（ｂ）は断面図、図２（ｃ）は変形例の断面図である。
【００８２】
このアンテナ装置は、有限地板１０と、有限地板１０上方に設けられる矩形導体板１２と、有限地板１０上方に有限地板１０と略平行に配置されるアンテナ１４と、有限地板１０とアンテナ１４との間の少なくとも一部の空間に設けられる磁性体１６とを有している。図２では、有限地板１０と矩形導体板１２との間に磁性体１６が挿入される構成となっている。なお、図２（ａ）では、磁性体１６については、アンテナ装置の構成を分かりやすくするために、アンテナ装置と分離して図示している。
【００８３】
また、図２（ｂ）では、磁性体１６と、有限地板１０、矩形導体板１２との間に空間を設けるよう図示している。しかしながら、磁性体１６挿入の効果を高めるためには、これらの空間を排除し、磁性体１６と有限地板１０、矩形導体板１２とを接触させることがより望ましい。更に、図２（ｂ）では、磁性体１６は矩形導体板１２と有限地板の間にだけ挿入されているが、図２（ｃ）の変形例の様に、矩形導体板１２の外をはみ出してアンテナ１４の部分にまで挿入されていても良いし、また、アンテナ１４と矩形導体板１２の間にも挿入されていても良い。
【００８４】
もっとも、磁性体１６と、有限地板１０、矩形導体板１２、アンテナ１４との密着性の観点などから、それぞれの間の空間に他の材料を介在させる必要が生ずる場合も考えられる。このような場合には、有限地板１０とアンテナ１４の間の空間のうち、磁性体が占める空間以外の空間を誘電体が占め、この誘電体と磁性体の屈折率が同じ値である誘電体と磁性体の組み合わせを選ぶのがより好ましい。
【００８５】
これは、磁性体単独、もしくは屈折率の違う磁性体と誘電体の組み合わせの場合は、磁性体と空気の界面、もしくは磁性体と誘電体の界面において電波の反射が起こり、磁性体または誘電体に損失がある場合にはアンテナ装置の放射効率の劣化を招き、損失が無い場合にも狭帯域化の原因となってしまうからである。空間の屈折率を一定にすることによって、不要な電波反射を抑制でき、放射効率の劣化を抑制することが可能となる。
【００８６】
有限地板１０と矩形導体板１２は、ともに導電性の材料で形成されている。矩形導体板１２は、その一辺が有限地板１０に接続され、電気的に短絡した状態となっている。そして、この一辺と略平行な屈曲部１８を備えている。また、アンテナ１４は矩形導体板１２上方に設けられ、アンテナ１４は、矩形導体板１２が有限地板１０に接する一辺に略垂直方向に延伸している。そしてアンテナ１４の給電点２２が矩形導体板１２の先の一辺に対向する他辺の近傍に位置している。図２では、アンテナ１４はダイポールアンテナである。
【００８７】
なお、矩形導体板１２の屈曲部１８は、矩形の導体板を折り曲げることによって形成しても、あるいは、電気的に等価であれば、折り曲げる代わりに２枚の矩形導体板を用意して、両者を半田付け等の方法で物理的、電気的に接続しても良い。また、図２のアンテナ装置では矩形導体板１２の屈曲部１８は直角になっており、有限地板１０に平行な部分と垂直な部分から構成されている。しかし、この構造は本質ではなく、矩形導体板１０の下の電磁波伝搬が得られれば、特に、この構造を有しなくともよい。すなわち、矩形導体板１２を、必ずしも直角に曲げる必要も有限地板１０に平行または垂直な部分を設けることも必須でない。
【００８８】
また、アンテナ１４の給電点２２が矩形導体板１２の先の一辺に対向する他辺の近傍に位置するとは、給電点２２の位置が上記他辺から、アンテナ１４の動作周波数の電磁波の６分の１波長以下の範囲を意味するものとする。後述のように、アンテナ整合を取るための給電点２２の位置調整範囲がこの範囲にあることがその理由である。
【００８９】
図２では、アンテナ１４がダイポールアンテナである場合を例示した。図２のダイポールアンテナは、２本の線状導体を１直線状に並べてその間を給電する。
【００９０】
図３は、本実施の形態のアンテナ装置の第１の変形例の構成図である。この変形例においては、アンテナ１４として、板状ダイポールアンテナを適用している。板状ダイポールアンテナは、２枚の導体板を並べた中央を給電し、給電点２２に近い側の辺を給電点から離れるに従って２枚の導体板の間隔が広がるように斜めに加工した、ダイポールアンテナの変種の１つである。板状ダイポールアンテナは、線状導体を用いるダイポールアンテナよりも広帯域な特性を実現できるという利点がある。
【００９１】
図４は、本実施の形態のアンテナ装置の第２の変形例の構成図である。図４（ａ）は斜視図、図４（ｂ）は断面図、図４（ｃ）は第２の変形例の更なる変形例である。この変形例においては、アンテナ１４として、モノポールアンテナを適用している。モノポールアンテナは、図２のダイポールアンテナに対し、矩形導体板１２から遠い側の線状導体を無くし、給電点２２が有限地板１０上になるよう給電点２２側を折り曲げたアンテナである。アンテナ装置の一層の小型化を実現するためには、ダイポールアンテナよりもモノポールアンテナの方が好ましい。
【００９２】
図２（ａ）、（ｂ）、図３、図４（ａ）、（ｂ）に示されるように、磁性体１６は、アンテナ１４と矩形導体板１２の間の少なくとも一部、例えば、矩形導体板１２と有限地板１０の間に挿入される。
【００９３】
以上の構成により、本実施の形態のアンテナ装置は、低姿勢化を含む小型化した場合でもインピーダンス整合を取ることができ、且つ、広帯域な特性を得ることができる。
【００９４】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。上記、実施の形態はあくまで、例として挙げられているだけであり、本発明を限定するものではない。また、実施の形態の説明においては、コアシェル型磁性材料、これを用いたデバイス装置、およびアンテナ装置等で、本発明の説明に直接必要としない部分等については記載を省略したが、必要とされるコアシェル型磁性材料、これを用いたデバイス装置、およびアンテナ装置等に関わる要素を適宜選択して用いることができる。
【００９５】
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全てのコアシェル型磁性材料、これを用いたデバイス装置、およびアンテナ装置は、本発明の範囲に包含される。本発明の範囲は、特許請求の範囲およびその均等物の範囲によって定義されるものである。
【実施例】
【００９６】
以下に、本発明の実施例を比較例と対比しながらより詳細に説明する。なお、以下の実施例および比較例での磁性金属粒子および酸化物粒子の平均粒径の測定はＴＥＭ観察に基づいて行う。具体的には、ＴＥＭ観察（写真）で写し出された個々の粒子の最も長い対角線と最も短い対角線を平均したものをその粒子径とし、その平均から求める。写真は、単位面積１０μｍ×１０μｍを３ヶ所以上とり平均値を求める。また、酸化物被覆層の厚さはＴＥＭ観察によって求める。具体的には、ＴＥＭ観察による写真を単位面積１０μｍ×１０μｍの範囲で３ヶ所以上とり、その範囲に含まれる個々の粒子の酸化物被覆層を求め、その平均値を求める。また、この範囲に存在するコアシェル型磁性粒子と、酸化物粒子の数をカウントすることで、粒子数の量比を算出する。
【００９７】
また、微構造の組成分析はＥＤＸ分析に基づいて行う。この分析により、酸化物粒子中の非磁性金属／磁性金属（原子比）と、酸化物被覆層中の非磁性金属／磁性金属（原子比）の大小関係を求める。
【００９８】
（実施例１）
高周波誘導熱プラズマ装置のチャンバ内にプラズマ発生用ガスとしてアルゴンを４０Ｌ／分で導入し、プラズマを発生させる。このチャンバ内のプラズマに原料である平均粒径１０μｍでＦｅ：Ｃｏ：Ａｌ：Ｂが原子比で７０：３０：２．５：２５であるＦｅＣｏＡｌＢ固溶粉末と、平均粒径３μｍのＡｌ粉末を固溶粉末中のＦｅＣｏ１００に対して２．５ａｔ％になるようにアルゴン（キャリアガス）と共に３Ｌ／分で噴射する（即ち、ＦｅＣｏに対する全Ａｌ量は５ａｔ％で、その内２．５ａｔ％はＦｅＣｏＡｌＢ固溶粉末として、残りの２．５ａｔ％はＡｌ粉末として投入する）。
【００９９】
また噴射と同時に、チャンバ内に炭素被覆の原料としてアセチレンガスをキャリアガスと共に導入し、合金粒子を炭素で被覆された粒子を得る。この炭素被覆合金粒子を５００ｍＬ／分、濃度９９％の水素フロー下、６００℃にて還元処理し、室温まで冷却した後、酸素含有雰囲気中にて取り出して酸化することにより、コアシェル型磁性材料を製造する。
【０１００】
得られたコアシェル型磁性材料は、コアシェル型磁性金属粒子と酸化物粒子から成り、コアシェル型磁性金属粒子に含まれる磁性金属粒子の平均粒径が１０ｎｍ、酸化物被覆層の厚さが２．１ｎｍである。コアの磁性金属粒子はＦｅ−Ｃｏ−Ａｌ−Ｂで構成され、酸化物被覆層はＦｅ−Ｃｏ−Ａｌ−Ｂ−−Ｏで構成されている。また、コアシェル型磁性粒子間と磁性金属粒子間に、Ａｌ−Ｏで構成された（一部ＦｅＣｏＢ固溶）酸化物粒子が多数存在している。酸化物粒子中のＡｌ／（Ｆｅ＋Ｃｏ）は、酸化物被覆層中のＡｌ／（Ｆｅ＋Ｃｏ）よりも大きくなっている。酸化物粒子数は、コアシェル型磁性粒子数の５０％程度である。
【０１０１】
このようなコアシェル型磁性材料と樹脂とを１００：１０の割合で混合し、厚膜化して評価用材料とする。
【０１０２】
（実施例２）
原料粉末を平均粒径１０μｍでＦｅ：Ｃｏ：Ａｌ：Ｎｂ：Ｂが原子比で７０：３０：２．５：４：２０であるＦｅＣｏＡｌＮｂＢ固溶粉末、固溶粉末中のＦｅＣｏ１００に対して２．５ａｔ％に調整した平均粒径３μｍのＡｌ粉末とにすること以外は、実施例１と同様である（即ち、ＦｅＣｏに対する全Ａｌ量は５ａｔ％で、その内２．５ａｔ％はＦｅＣｏＡｌＮｂＢ固溶粉末として、残りの２．５ａｔ％はＡｌ粉末として投入する）。
【０１０３】
得られたコアシェル型磁性材料は、コアシェル型磁性金属粒子と酸化物粒子から成り、コアシェル型磁性金属粒子に含まれる磁性金属粒子の平均粒径が１１ｎｍ、酸化物被覆層の厚さが１．９ｎｍである。コアの磁性金属粒子はＦｅ−Ｃｏ−Ａｌ−Ｎｂ−Ｂで構成され、酸化物被覆層はＦｅ−Ｃｏ−Ａｌ−Ｎｂ−Ｂ−Ｏで構成されている。また、コアシェル型磁性粒子間と磁性金属粒子間に、Ａｌ−Ｏで構成された（一部ＦｅＣｏＮｂＢ固溶）酸化物粒子が多数存在している。酸化物粒子中のＡｌ／（Ｆｅ＋Ｃｏ）は、酸化物被覆層中のＡｌ／（Ｆｅ＋Ｃｏ）よりも大きくなっている。酸化物粒子数は、コアシェル型磁性粒子数の５０％程度である。
【０１０４】
このようなコアシェル型磁性材料と樹脂とを１００：１０の割合で混合し、厚膜化して評価用材料とする。
【０１０５】
（実施例３）
原料粉末を平均粒径１０μｍでＦｅ：Ｃｏ：Ａｌ：Ｚｒ：Ｂが原子比で７０：３０：２．５：４：２０であるＦｅＣｏＡｌＺｒＢ固溶粉末と、固溶粉末中のＦｅＣｏ１００に対して２．５ａｔ％に調整した平均粒径３μｍのＡｌ粉末とにすること以外は、実施例１と同様である（即ち、ＦｅＣｏに対する全Ａｌ量は５ａｔ％で、その内２．５ａｔ％はＦｅＣｏＡｌＺｒＢ固溶粉末として、残りの２．５ａｔ％はＡｌ粉末として投入する）。
【０１０６】
得られたコアシェル型磁性材料は、コアシェル型磁性金属粒子と酸化物粒子から成り、コアシェル型磁性金属粒子に含まれる磁性金属粒子の平均粒径が１０ｎｍ、酸化物被覆層の厚さが２．０ｎｍである。コアの磁性金属粒子はＦｅ−Ｃｏ−Ａｌ−Ｚｒ−Ｂで構成され、酸化物被覆層はＦｅ−Ｃｏ−Ａｌ−Ｚｒ−Ｂ−Ｏで構成されている。また、コアシェル型磁性粒子間と磁性金属粒子間に、Ａｌ−Ｏで構成された（一部ＦｅＣｏＺｒＢ固溶）酸化物粒子が多数存在している。酸化物粒子中のＡｌ／（Ｆｅ＋Ｃｏ）は、酸化物被覆層中のＡｌ／（Ｆｅ＋Ｃｏ）よりも大きくなっている。酸化物粒子数は、コアシェル型磁性粒子数の５０％程度である。
【０１０７】
このようなコアシェル型磁性材料と樹脂とを１００：１０の割合で混合し、厚膜化して評価用材料とする。
【０１０８】
（実施例４）
原料粉末を平均粒径１０μｍでＦｅ：Ｃｏ：Ａｌ：Ｈｆ：Ｂが原子比で７０：３０：２．５：４：２０であるＦｅＣｏＡｌＨｆＢ固溶粉末と、固溶粉末中のＦｅＣｏ１００に対して２．５ａｔ％に調整した平均粒径３μｍのＡｌ粉末とにすること以外は、実施例１と同様である（即ち、ＦｅＣｏに対する全Ａｌ量は５ａｔ％で、その内２．５ａｔ％はＦｅＣｏＡｌＨｆＢ固溶粉末として、残りの２．５ａｔ％はＡｌ粉末として投入する）。
【０１０９】
得られたコアシェル型磁性材料は、コアシェル型磁性金属粒子と酸化物粒子から成り、コアシェル型磁性金属粒子に含まれる磁性金属粒子の平均粒径が１２ｎｍ、酸化物被覆層の厚さが２．２ｎｍである。コアの磁性金属粒子はＦｅ−Ｃｏ−Ａｌ−Ｈｆ−Ｂで構成され、酸化物被覆層はＦｅ−Ｃｏ−Ａｌ−Ｈｆ−Ｂ−Ｏで構成されている。また、コアシェル型磁性粒子間と磁性金属粒子間に、Ａｌ−Ｏで構成された（一部ＦｅＣｏＨｆＢ固溶）酸化物粒子が多数存在している。酸化物粒子中のＡｌ／（Ｆｅ＋Ｃｏ）は、酸化物被覆層中のＡｌ／（Ｆｅ＋Ｃｏ）よりも大きくなっている。酸化物粒子数は、コアシェル型磁性粒子数の５０％程度である。
【０１１０】
このようなコアシェル型磁性材料と樹脂とを１００：１０の割合で混合し、厚膜化して評価用材料とする。
【０１１１】
（実施例５）
原料粉末を、平均粒径１０μｍでＦｅ：Ｃｏ：Ｓｉ：Ｂが原子比で７０：３０：１．３：２５であるＦｅＣｏＳｉＢ固溶粉末と、固溶粉末中のＦｅＣｏ１００に対して０．６５ａｔ％に調整した平均粒径３μｍのＳｉ粉末とにすること以外は、実施例１と同様である（即ち、ＦｅＣｏに対する全Ｓｉ量は１．３ａｔ％で、その内０．６５ａｔ％はＦｅＣｏＳｉＢ固溶粉末として、残りの０．６５ａｔ％はＳｉ粉末として投入する）。
【０１１２】
得られたコアシェル型磁性材料は、コアシェル型磁性金属粒子と酸化物粒子から成り、コアシェル型磁性金属粒子に含まれる磁性金属粒子の平均粒径が１０ｎｍ、酸化物被覆層の厚さが２．１ｎｍである。コアの磁性金属粒子はＦｅ−Ｃｏ−Ｓｉ−Ｂで構成され、酸化物被覆層はＦｅ−Ｃｏ−Ｓｉ−Ｂ−Ｏで構成されている。また、コアシェル型磁性粒子間と磁性金属粒子間に、Ｓｉ−Ｏで構成された（一部ＦｅＣｏＢ固溶）酸化物粒子が多数存在している。酸化物粒子中のＳｉ／（Ｆｅ＋Ｃｏ）は、酸化物被覆層中のＳｉ／（Ｆｅ＋Ｃｏ）よりも大きくなっている。酸化物粒子数は、コアシェル型磁性粒子数の５０％程度である。
【０１１３】
このようなコアシェル型磁性材料と樹脂とを１００：１０の割合で混合し、厚膜化して評価用材料とする。
【０１１４】
（実施例６）
原料粉末を、平均粒径１０μｍでＦｅ：Ｃｏ：Ａｌ：Ｂが原子比で７０：３０：５：２５であるＦｅＣｏＡｌＢ固溶粉末のみにすること以外は、実施例１と同様である。
【０１１５】
得られたコアシェル型磁性材料は、コアシェル型磁性金属粒子と酸化物粒子から成り、コアシェル型磁性金属粒子に含まれる磁性金属粒子の平均粒径が１３ｎｍ、酸化物被覆層の厚さが２．５ｎｍである。コアの磁性金属粒子はＦｅ−Ｃｏ−Ａｌ−Ｂで構成され、酸化物被覆層はＦｅ−Ｃｏ−Ａｌ−Ｂ−Ｏで構成されている。また、コアシェル型磁性粒子間と磁性金属粒子間に、酸化物粒子はほとんど存在していない。すなわち、酸化物粒子数は、コアシェル型磁性粒子数の１０％以下である。
【０１１６】
このようなコアシェル型磁性材料と樹脂とを１００：１０の割合で混合し、厚膜化して評価用材料とする。
【０１１７】
（比較例１）
原料粉末を平均粒径１０μｍでＦｅ：Ｃｏ：Ａｌが原子比で７０：３０：２．５であるＦｅＣｏＡｌ固溶粉末と、固溶粉末中のＦｅＣｏ１００に対して２．５ａｔ％に調整した平均粒径３μｍのＡｌ粉末とにすること以外は、実施例１と同様である（即ち、ＦｅＣｏに対する全Ａｌ量は５ａｔ％で、その内２．５ａｔ％はＦｅＣｏＡｌ固溶粉末として、残りの２．５ａｔ％はＡｌ粉末として投入する）にすること以外は、実施例１と同様である。
【０１１８】
得られたコアシェル型磁性材料は、コアシェル型磁性金属粒子と酸化物粒子から成り、コアシェル型磁性金属粒子に含まれる磁性金属粒子の平均粒径が２２ｎｍ、酸化物被覆層の厚さが２．７ｎｍである。コアの磁性金属粒子はＦｅ−Ｃｏ−Ａｌで構成され、酸化物被覆層はＦｅ−Ｃｏ−Ａｌ−Ｏで構成されている。また、コアシェル型磁性粒子間と磁性金属粒子間に、Ａｌ−Ｏで構成された（一部ＦｅＣｏ固溶）酸化物粒子が多数存在している。酸化物粒子中のＡｌ／（Ｆｅ＋Ｃｏ）は、酸化物被覆層中のＡｌ／（Ｆｅ＋Ｃｏ）よりも大きくなっている。酸化物粒子数は、コアシェル型磁性粒子数の５０％程度である。
【０１１９】
このようなコアシェル型磁性材料と樹脂とを１００：１０の割合で混合し、厚膜化して評価用材料とする。
【０１２０】
得られた実施例１〜実施例４および比較例１で用いたコアシェル型磁性粒子の磁性金属粒子および酸化物被覆層の概要を表１に示す。
【０１２１】
また、実施例１〜実施例４および比較例１、２の評価用材料に関して、以下の方法で透磁率実部（μ′）、１００時間後の透磁率実部（μ′）の経時変化および電磁波吸収特性を調べる。その結果を下記表２に示す。
【０１２２】
１）透磁率実部μ′
凌和電子（株）製ＰＭＭ−９Ｇ１のシステムを用いて１ＧＨｚ下において空気をバックグラウンドとした時と試料を配置した時との誘起電圧値およびインピーダンス値をそれぞれ測定し、これらの誘起電圧値とインピーダンス値とから透磁率実部μ′を導出する。なお、試料は４×４×０．５ｍｍの寸法に加工したものを用いる。
【０１２３】
２）１００時間後の透磁率実部μ′の経時変化
評価用試料を温度６０℃、湿度９０％の高温恒湿槽内に１００時間放置した後、再度、透磁率実部μ′を測定し、経時変化（１００Ｈ放置後の透磁率実部μ′／放置前の透磁率実部μ′）を求める。
【０１２４】
３）電磁波吸収特性
評価用試料の電磁波照射面とその反対の面に厚さ１ｍｍで同面積の金属薄板を接着し、２ＧＨｚの電磁波下にて試料ネットワークアナライザーのＳ１１モードを用いて、自由空間において反射電力法で測定する。反射電力法は、試料を接着していない金属薄板（完全反射体）の反射レベルと比較して試料からの反射レベルが何ｄＢ減少したかを測定する方法である。この測定に基づいて電磁波の吸収量を反射減衰量で定義し、比較例１の吸収量を１とした時の相対値で求める。
【０１２５】
【表１】
2010062484.tif 000002
【表２】
2010062484.tif 000003
【０１２６】
表１から明らかなように実施例１〜６に係るコアシェル型磁性材料において、磁性金属であるＦｅＣｏと非磁性金属であるＡｌおよびＳｉから選ばれる少なくとも１つの元素と、添加金属ＢもしくはＢ−Ｎｂ、Ｂ−Ｚｒ、Ｂ−Ｈｆとを含む平均粒径１０〜１３ｎｍ程度の磁性金属粒子が、磁性金属粒子の構成成分の１つである非磁性金属ＡｌおよびＳｉから選ばれる少なくとも１つの元素を含む１．９〜２．５ｎｍの厚さの酸化物被覆層で被覆されているコアシェル型磁性粒子で構成されていることが分かる。また、磁性金属粒子の結晶性は非晶質であることが分かる。これに対し、比較例１に係る磁性材料はコアシェル構造を有しているものの磁性金属の粒径が２２ｎｍとやや大きく、結晶質であることが分かる。また、実施例１〜実施例５、及び比較例１においては、磁性金属粒子間に多数の酸化物粒子が存在し、実施例６においては、磁性金属粒子間に酸化物粒子はほとんど存在しないことが分かる。
【０１２７】
表２から明らかなように実施例１〜６に係るコアシェル型磁性材料は、比較例１の材料に比べて優れた磁気特性を有することがわかる。これは、実施例１〜６に係るコアシェル型磁性材料は「絶縁性のコアシェル型構造を取っていること」、「添加金属によって磁性金属の粒径が小さいこと」、「磁性金属粒子が非晶質であること」によって、高抵抗で、高周波での高い透磁率を実現できるのであると考えられる。また、実施例６に比べて実施例１〜実施例５は特に優れているが、これは、磁性金属粒子間に多数の絶縁性酸化物粒子が存在することによって、磁性金属粒子がより安定なものになり、高い透磁率を実現できるのであると考えられる。なお、透磁率実部（μ′）は１ＧＨｚのみであるが、平坦な周波数特性を示しており、１００ＭＨｚでもほぼ同じ値となっている。
【０１２８】
また、実施例１〜６のコアシェル型磁性材料は１００時間後の透磁率実部（μ′）の経時変化が少なく、極めて高い熱的安定性を有することがわかる。これは、磁性金属粒子がその構成成分の１つである非磁性金属を含む酸化物被覆層によって被覆された均質なコアシェル構造を取り、且つ、磁性金属粒子が非晶質であるために、磁性金属粒子がより安定なものになり、高い熱的安定性を実現できたことによると考えられる。これに対し、比較例１に係る材料は、磁性金属粒子が結晶質であるために、実施例１〜６の材料と比較すると若干熱的安定性に劣ることが分かる。なお、実施例６に比べて実施例１〜実施例５は特に熱的安定性に優れているが、これは、磁性金属粒子間に多数の絶縁性酸化物粒子が存在することによって、磁性金属粒子がより安定なものになり、高い熱的安定性を実現できるのであると考えられる。
【０１２９】
以上、実施例１のコアシェル型磁性材料では１ＧＨｚでの透磁率実部（μ′）が高く熱的安定性にも優れ、１ＧＨｚ帯域で例えばインダクタ、フィルター、トランス、チョークコイル、携帯電話や無線ＬＡＮ等用のアンテナ基板の様な高透磁率部品（高いμ’と低いμ’’を利用）として利用できる可能性を有する。また、２ＧＨｚでの電磁波吸収特性も優れているため、２ＧＨｚ帯域で電磁波吸収体（高いμ’’を利用）としても利用できる可能性を有する。すなわち、１つの材料でも使用周波数帯域を変えることによって、高透磁率部品としても、電磁波吸収体としても使用することができ、幅広い汎用性を示すことが分かる。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】第４の実施の形態のアンテナ装置の構成図である。
【図２】第５の実施の形態のアンテナ装置の構成図である。
【図３】第５の実施形態のアンテナ装置の第１の変形例の構成図である。
【図４】第５の実施形態のアンテナ装置の第２の変形例の構成図である。
【符号の説明】
【０１３１】
２        コアシェル型磁性材料
４        給電端子
６        アンテナエレメント
８        配線基板
１０      有限地板
１２      矩形導体板、櫛型線状導体
１４      アンテナ
１６      磁性体
１６ａ    第１の磁性体層
１６ｂ    第２の磁性体層
１８      屈曲部
２０      同軸線路
２２      給電点
【図１】
2010062484.tif 000004
【図２】
2010062484.tif 000005
【図３】
2010062484.tif 000006
【図４】
2010062484.tif 000007