(57)【要約】  本発明の感磁ワイヤは、ボルテックススピン構造を有するため、その内部に磁壁が存在せず、ヒステリシスがほぼゼロという優れたヒステリシス特性を有する。このため、ＭＩセンサの測定レンジにおける印加磁場に対する出力電圧特性に関する直線性が、従来の感磁ワイヤを使用したものに比べ大幅に向上する。この感磁ワイヤを用いれば、従来よりも高精度なマグネトインピーダンス（ＭＩ）素子さらにはそのＭＩ素子を用いたセンサを提供することが可能となる。
2009119081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボルテックススピン構造を有することを特徴とする感磁ワイヤ。
【請求項２】
表層から中心にかけて磁壁を有しない請求項１に記載の感磁ワイヤ。
【請求項３】
零磁歪となる軟磁性合金のアモルファスからなる請求項１または２に記載の感磁ワイヤ。
【請求項４】
前記軟磁性合金は、コバルト（Ｃｏ）およびケイ素（Ｓｉ）を必須元素とするＣｏ−Ｓｉ系合金である請求項３に記載の感磁ワイヤ。
【請求項５】
直径が０．５〜１５μｍである請求項１に記載の感磁ワイヤ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の感磁ワイヤを磁気検出体とするマグネトインピーダンス素子。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれかに記載の感磁ワイヤを磁気検出体とするマグネトインピーダンスセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒステリシス特性に優れた感磁ワイヤ、その感磁ワイヤを用いたマグネトインピーダンス素子（以下、「ＭＩ素子」と記す）およびマグネトインピーダンスセンサ（以下、「ＭＩセンサ」と記す）に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣｏＦｅＳｉＢ系合金のアモルファスワイヤに高周波のパルス電流を流すと表皮効果により、インピーダンスが磁界によって変化するマグネトインピーダンス効果（以下、「ＭＩ効果」と記す）が知られている。この変化をアモルファスワイヤに巻回した検出コイルによって検出するＭＩ素子を利用した高感度磁気センサ、すなわちＭＩセンサは、現在、携帯電話などに使用されている。しかし、従来のセンサは、ヒステリシス特性が悪いという問題がある。この問題は、感磁ワイヤであるアモルファスワイヤの磁区構造に起因する。【０００３】
従来のＭＩセンサに使用されていた感磁ワイヤとして、例えば、再公表特許ＷＯ２００５／０１９８５１号公報に開示がある。そこには、張力アニールした２０μｍを有するアモルファスワイヤおよびこれを用いた長さ１ｍｍ以下、高さ０．５ｍｍのＭＩ素子が開示されている。しかし、その公報に開示されたアモルファスワイヤのヒステリシス特性は約２％程度と大きい。
このような従来の感磁ワイヤを構成するアモルファスワイヤ内部の磁区構造を模式的に示した斜視図を図６に示す。感磁ワイヤ９は、磁区構造の違いにより表層部９１とコア部９２の２層に分かれる。表層部９１では、スピンが一定の円周方向へ向いている。それゆえ、スピン全体が円周として閉じた状態となっているため、表層部９１に磁壁は全く存在しない。
一方、表層部９１の内周側にあるコア部９２では、多磁区構造を有し、多くの磁壁が存在する。また、表層部９１とコア部９２の界面でも、各スピンの向きが不連続的に変化するため、磁壁が存在する。
このように従来の感磁ワイヤ９は、表層部９１ではスピンが一定の円周方向を向いたスピン構造（配列）をもつが、コア部９２では多磁区構造を有し、全体として磁気的複合構造となっていた。そして、コア部９２の多磁区構造部分に存在する磁壁および表層部９１とコア部９２の界面に存在する磁壁が、感磁ワイヤ９またはそれを用いたセンサのヒステリシス特性を劣化させる原因となっていた。
【特許文献１】再公表特許ＷＯ２００５／０１９８５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、磁気センサなどに好適なヒステリシス特性に優れる感磁ワイヤと、それを用いたＭＩ素子およびＭＩセンサを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
ヒステリシスの発現は、多磁区構造をもつ感磁ワイヤ内部の磁壁が、磁場印加時に移動することに起因する。そこで本発明者は、先ず、磁壁を有する多磁区構造を、磁壁を全く有しないボルテックススピン構造にすることを思いつき、ボルテックススピン構造の感磁ワイヤを得ることに初めて成功した。この成果を発展させることで、以下に述べる一連の本発明を完成させるに至った。
《感磁ワイヤ》
（１）本発明の感磁ワイヤは、ボルテックススピン構造を有することを特徴とする。
ここで「ボルテックススピン構造」とは、ワイヤ表層部で各スピンが一定の円周方向に連続的に配列していると共に、その表層部の内周側である内側部では各スピンがアモルファスワイヤの中心に近づくに従って徐々に円周方向から軸方向に回転していきそのワイヤ中心では軸方向に向く、連続的なスピン配列となる構造をいう。なお、ここでいう「スピン」とは、１原子当たりの磁気モーメントをいう。また、ボルテックススピン構造は、上記内側部の構造のみからなってもよい。内側部が占める領域は、ワイヤの組成、内部応力、形状により大きくなったり、小さくなったりする。【０００６】
（２）図１は、ボルテックススピン構造を有する感磁ワイヤを模式的に説明する斜視断面図である。断面Ａはワイヤの軸方向に垂直な面であり、断面Ｂはワイヤの軸方向に沿った中央部で切断した面である。
感磁ワイヤ１は、スピン配列の異なる表層部１１と内側部１２の２層からなる。先ず表層部１１について説明する。断面Ａの表層部１１では、スピンが一定の円周方向へ向いている。それゆえ、スピンは全体として連続的に配列し円周方向に閉じて（循環または還流して）おり、表層部１１に磁壁は全く存在しない。そして表層部１１を構成する断面ＢのＸ１−Ｘ２−Ｘ３−Ｙ１領域（図１では、代表例としてＸ１−Ｘ５線で示す）に存在する各スピンは、表層部１１の最表面と同じスピン配列となっている。【０００７】
次に内側部１２のスピン配列を説明する。断面Ｂ上のＹ１−Ｘ３−Ｘ６−Ｙ３領域（図１では、代表例としてＸ５−Ｘ６線で示す）で、表層部１１と内側部１２との境界（Ｘ５）でのスピンは、表層部１１のスピンと同じ向きである。Ｘ５からＸ６に向かうにつれて、すなわち、軸中心に近づくにつれて、スピンはその向きを円周方向から軸方向に向けて徐々に傾斜していき、軸中心（Ｘ６）において軸方向（感磁ワイヤ１の中心線方向）に向きが一致する。このようなスピン傾斜配列は、断面Ｂ上のＹ１−Ｙ２線上においても、さらには断面ＢのＹ１−Ｘ３−Ｘ６−Ｙ３領域中のいずれの部分でも同様に存在する。
このように本発明に係る感磁ワイヤ１の内側部１２には磁壁が存在しない。また、表層部１１と内側部１２の界面でも、スピンは連続的に配列しており磁壁が存在しない。このようなスピン配列全体を本発明ではボルテックスピン構造と呼んでいる。なお、本明細書でいう「スピン配列」は、主に、各スピンの磁気モーメントの分布状況を意味するが、適宜単に「スピン配列」を「スピン」とも呼ぶ。【０００８】
（３）本発明の感磁ワイヤは、例えば、ＭＩセンサに使用される。ＭＩセンサの概略は次の通りである。
すべてのスピンは、印加された磁場である印加磁場の大きさに応じて、その印加磁場の方向に傾く。感磁ワイヤにパルス電流が流れると、そのパルス電流により、感磁ワイヤの円周方向に磁場が形成され、感磁ワイヤ中のスピンは円周方向に向く。この感磁ワイヤのスピンの回転による変化を、ＭＩセンサは、ピックアップコイルで検出したり、ワイヤのインピーダンス変化を検出したりする。【０００９】
《感磁ワイヤの付加的構成》
本発明をより具体的にする付加的構成について説明する。なお、以下に述べる内容は、本発明に係る感磁ワイヤのみならず、それを用いたＭＩ素子やＭＩセンサにも適宜適用される。そして本発明の感磁ワイヤは、下記の内容から任意に選択した一つまたは二つ以上の構成が、上述した構成に加えられ得る。なお、いずれの実施形態が最良であるか否かは、対象、要求性能等によって異なる。
（１）ここで内側部の厚さ（図１の内側部１１の「ｄ」）は、最大でワイヤの半径までを取ることができる。
本発明のボルテックススピン構造は、薄膜などの２次元の構造（ナノドットの分野）ではなく、３次元の構造である。この３次元のボルテックススピン構造に関する知見は本発明が初めてである。
スピンの回転だけでなく磁壁の移動も検出していた従来の３次元の構造と異なり、本発明のボルテックススピン構造では磁壁（磁区）が存在しない。このため、本発明のＭＩセンサでは、完全にスピンの回転だけが検出され、ヒステリシスがゼロという優れた効果を有する。よって、本発明は磁壁（磁区）を有しない感磁ワイヤでもある。【００１０】
また、本発明の感磁ワイヤは、主相がアモルファスで、零磁歪となる軟磁性合金からなることが好ましい。これにより、ボルテックススピン構造を有する感磁ワイヤ、若しくは、磁壁（磁区）を有しない感磁ワイヤが得られる。
ここで「零磁歪」とは、磁歪の絶対値が１０−６未満を意味する。例えば、コロナ社出版の「磁気センサ理工学」の１３頁には、「（ＣｏＦｅ）８０（ＳｉＢ）２０において、Ｆｅ／Ｃｏが約０．０７のとき、磁歪の絶対値が１０−６未満となり、そのレベルの磁歪を零磁歪とする」旨の記述がされている。そこで上記のように本発明の零磁歪もそのレベルとした。
本発明の感磁ワイヤは、零磁歪となるＣｏ−Ｓｉ系合金さらにはＣｏ−Ｓｉ−Ｂ系合金、特にＣｏ−Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ系合金からなると好ましい。その他、本発明の感磁ワイヤはＣｏ−Ｍｎ−Ｓｉ−Ｂ系合金やＦｅ−Ｓｉ系合金等の公知のアモルファス合金からなってもよい。【００１１】
（２）ボルテックススピン構造を有する感磁ワイヤの作製方法の例を以下に示す。
この感磁ワイヤは、例えば、その合金成分、ワイヤ径、内部応力を適切に調整することで作製される。用いる合金は、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ系の零磁歪の材料が好ましい。
ワイヤ径は、大きくなる程、ボルテックススピン構造が形成されにくくなる。その直径が１５μｍを超えると、感磁ワイヤの内部に多磁区構造が形成されやすくなるため、その直径は１５μｍ以下が望ましい。
さらにワイヤ直径が０．５μｍ未満になると、ワイヤの体積が小さくなり、センサとして使用できないほどのセンサ感度の低下を招く。従って、本発明の感磁ワイヤの直径は、例えば、０．５〜１５μｍであると好適である。
内部応力の調整は、例えば、ワイヤにテンションを印加しながら施す熱処理（以後、「テンションアニール」と称す）や、電流を流しながら施す熱処理等により行われる。このときの熱処理は、アモルファスが完全結晶化する温度以下でなされる。【００１２】
《ＭＩ素子》
（１）本発明は、上述したボルテックススピン構造を有する感磁ワイヤを磁気検出体とするマグネトインピーダンス素子でもある。また本発明は、磁壁（磁区）を有しない感磁ワイヤを磁気検出体とするマグネトインピーダンス素子とも把握される。
本発明のＭＩ素子は、従来の公知であるＭＩ素子に対して、その磁気検出体である感磁ワイヤのみを本発明の上述した感磁ワイヤで置き換えたものであれば足る。
ＭＩ素子の構成自体は、例えば、国際公開公報ＷＯ２００３／０７１２９９号、国際公開Ｗ０２００５／０１９８５１号、特開平２００５−２２７２９７号および特開平０７−１８１２３９号等で公知である。それらの公知の構成やその他の公知の構成を本発明のＭＩ素子に利用可能である。
本発明のＭＩ素子には、例えば、基板と、上述した本発明の感磁ワイヤと、該感磁ワイヤを内包する絶縁体と、該感磁ワイヤの周囲に巻回した検出コイルと、該感磁ワイヤおよび該検出コイルから延設された電極端子とが含まれる。【００１３】
（２）ＭＩ素子の感磁ワイヤ中の各スピンは、外部磁場の大きさに応じて、その外部磁場の方向に傾いている。そこへパルス発振回路により発生した５０〜２５０ＭＨｚ相当の高周波のパルス電流を供給すると、感磁ワイヤの円周方向に磁場が形成され、感磁ワイヤ中のスピンは円周方向に回転する。ＭＩセンサは、このスピンの向きの変化を検出コイルで検出したり、ワイヤのインピーダンス変化を検出したりする。前記のパルス電流を遮断するときも同様の変化が生じ、その変化が検出され得る。この本発明のＭＩ素子をＭＩセンサに使用することで、後述の優れた効果が発揮される。【００１４】
《ＭＩセンサ》
（１）本発明は、上記の感磁ワイヤやＭＩ素子のみならず、それらを用いたＭＩセンサとしても把握される。
本発明のＭＩセンサは、従来の公知であるＭＩセンサに対して、その磁気検出体である感磁ワイヤのみを本発明の上述した感磁ワイヤで置き換えたものであれば足る。本発明のＭＩセンサは、例えば、本発明の感磁ワイヤと、該感磁ワイヤの周囲に巻回した検出コイルと、該感磁ワイヤにパルス電流を通電するパルス発振回路と、該検出コイルの検出電圧から外部磁界の強度に対応する信号に変換する信号処理回路とからなる。
（２）本発明のＭＩセンサは、前述の感磁ワイヤを使用しているため、ＭＩセンサとしてのヒステリシスがほぼ零という優れたヒステリシス特性を有する。本発明のＭＩセンサは、測定レンジにおいて、印加磁場に対する出力電圧特性の直線性に優れる。
ＭＩセンサの構成自体も、前述した公報等で公知であり、それらの公知の構成やその他の公知の構成を本発明のＭＩセンサに利用可能である。なお、本発明のＭＩセンサは、感磁ワイヤのインピーダンス変化を直接検出する方式でも、同様の効果が得られる。
《発明の効果》
このように本発明のＭＩ素子やＭＩセンサは、従来のＭＩ素子やＭＩセンサの感磁ワイヤを、ボルテックススピン構造を有する本発明の感磁ワイヤに置き換えることで、ＭＩセンサで検出されるヒステリシスをほぼ零とする、優れたヒステリシス特性を示す。
さらに本発明の感磁ワイヤを使用すると、ＭＩセンサの測定レンジにおいて、印加磁場に対する出力電圧特性の直線性が、従来の感磁ワイヤを使用したものに比べ大幅に向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の感磁ワイヤのボルテックススピン構造を模式的に示す斜視断面図である。
【図２】本発明の実施例であるＭＩ素子の正面を示す概念図である。
【図３】本発明の実施例であるＭＩセンサの電気回路の概念図である。
【図４】本発明のＭＩ素子、ＭＩセンサで使用するパルス電流の立ち上がり、立ち下がり時間から周波数を求める方法を説明する説明図である。
【図５】本発明の実施例に係るＭＩ特性図である。
【図６】従来例の感磁ワイヤ内部の磁気的複合構造を模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
【００１６】
１        感磁ワイヤ（実施例）
１１      表層部
１２      内側部
２        ＭＩ素子
３        検出コイル
４        絶縁物
５１      電極
５２      電極
６        ＭＩセンサ
６１      パルス発振回路
６２      信号処理回路
７        パルス電流波形
９        感磁ワイヤ（従来例）
９１      表層部
９２      コア部
１０      基板
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施形態を適宜従来例と比較しつつ説明する。なお、本発明は、下記の実施例に限定されるものではない。
《構成》
（１）感磁ワイヤ
改良テイラー法により製作したＣｏ７１．２Ｆｅ４．８Ｓｉ１１．８Ｂ１２．２（ａｔ％）の合金組成を有する直径１１．６μｍのアモルファスワイヤを、本発明の実施例に係る感磁ワイヤの供試材とした。この供試材であるアモルファスワイヤに、５２０℃の雰囲気温度で、２００ＭＰａのテンションを加えながら、７ｓ間の熱処理を施した（実施例１）。
なお、従来例として図６の表層部９１と同様に、一定の円周方向のスピン構造を表層部分に有し、内部に多磁区構造を有するアモルファスワイヤ（ユニチカ株式会社製）を用意した。このアモルファスワイヤは、回転液中紡糸法により製作され、（Ｃｏ９４Ｆｅ６）７２．５Ｓｉ１２．５Ｂ１５（ａｔ％）の合金組成をもち、直径が２０μｍであって、テンションアニールが施されたものである。
さらに、従来例で用いた上記アモルファスワイヤにエッチングを施して、直径を１３μｍに細径化したアモルファスワイヤも用意した（実施例２）。【００１８】
（２）ＭＩ素子
本発明に係る実施例であるＭＩ素子２の構成について、図２の概念図を用いて説明する。
先ず、感磁ワイヤ１の周囲に絶縁物４（図示せず）を介して配置された検出コイル３が基板１０上に配設される。感磁ワイヤ１の両端には、パルス電流を印加するための電極５１に接続されている。検出コイル３は、外部磁場に応じて変化する電圧を検出するための電極５２に接続されている。感磁ワイヤの長さは０．６ｍｍとし、検出コイル３０の巻き数は１５ターンとした。ここに示した構成は一例であり、その他の公知のＭＩ素子構造を採用してもよい。【００１９】
（３）ＭＩセンサ
本発明に係る実施例であるＭＩセンサ６の電子回路を、図３を用いて説明する。  ＭＩセンサ６は、ＭＩ素子２、パルス発振回路６１、信号処理回路６２からなる。センサの動作は以下のようである。
パルス発振回路６１により発生した５０〜２５０ＭＨｚ相当の高周波のパルス電流をＭＩ素子２中の感磁ワイヤ１へ供給する。すると、外部磁場とパルス電流によるワイヤ円周方向の磁場との作用によって、感磁ワイヤ１中のスピンの回転に基づく電圧が検出コイル３で発生する。
この周波数は、図４（ａ）に示すように、先ずパルス電流波形７中のパルスの立ち上がり、若しくは、立ち下りの時間Δｔを求め、次にそのΔｔが、図４（ｂ）に示すように、波の４分の１周期に相当するとして求めた周期から算出したものである。
次に、前記パルス電流が立ち上がった後、サンプルタイミング調整回路６２１によって、所定のタイミングでアナログスイッチ６２２が短時間のスイッチング（オン−オフ）をする。これによりアナログスイッチ６２２は、検出コイル３に発生した外部磁場に対応した電圧を、サンプリングして増幅器６２３へ伝える。パルス電流を遮断するとき（立ち下がりのとき）も同様である。
ここに示した構成は一例であり、その他の公知のＭＩセンサの電子回路を採用してもよい。【００２０】
《測定》
本実施例に関するマグネトインピーダンス（ＭＩ）特性は、ＭＩセンサ６を±２４００Ａ／ｍ、１０Ｈｚの磁場中に設置し、ＭＩ素子２の感磁ワイヤ１に周波数０．２ＧＨｚに相当する８０ｍＡのパルス電流を入力し、検出コイル３に発生した電圧信号を、上記の信号処理回路６２で信号処理して、検出コイル３から出力される各磁場の電圧を測定することで評価した。
パルス電流の立ち上がり時間、立ち下がり時間は共に１．２５ｎｓであった。なお、ここではパルスの立ち下がり部で検出したが、立ち上がり部でもよく、両方でもよい。
《評価》
（１）上述の実施例１に関して、上記の測定により得られた結果を図５および表１に示す。本実施例の測定結果は図５（ａ）に、従来例の測定結果は図５（ｂ）に示した。図５中に描かれたループにおいて、コイル出力が２．５Ｖのときの印加磁場の差を、ヒステリシス特性とした。
図５（ａ）の測定結果から明らかなように、本実施例のヒステリシス特性は２Ａ／ｍであり、これは検出装置の検出力（７Ａ／ｍ）以下であった。これは、ヒステリシス特性がほぼゼロであることを示す。このことから、本発明に係る感磁ワイヤは、磁壁を有しないボルテックススピン構造からなるといえる。
一方、従来例では、図５（ｂ）の測定結果から明らかなように、ヒステリシス特性が３３．４Ａ／ｍであった。
（２）また、磁気センサの実用特性として、直線性も重要なパラメータである。
本実施例の場合、図５（ａ）の測定結果から明らかなように、ピーク電圧を示す印加磁場の３０％間（ここでは、印加磁場±４８５Ａ／ｍ間）の直線性は０．７％Ｆ．Ｓ．であった。これは、図５（ｂ）に示す従来例の直線性（７．７％Ｆ．Ｓ．）の１０分の１以下であった。なお、「Ｆ．Ｓ．」はＦｕｌｌ Ｓｃａｌｅ（フルスケール）を意味する。
なお、ここでの直線性は、コイル出力電圧のピーク値を示す印加磁場の３０％間（実施例では印加磁場±４８５Ａ／ｍ間、比較例では印加磁場±３７７Ａ／ｍ間）において、印加磁場に対する出力電圧の直線性を評価した。また、直線性の評価には、測定レンジ間において、ＪＩＳ  Ｂ０１５５にある番号２６２３の方法を用いた。
（３）実施例２に係る感磁ワイヤを用いた場合も上述した実施例１に係る感磁ワイヤを用いた場合と同様に、従来例と明らかに異なる優れたヒステリシス特性（３Ａ／ｍ）および前述した直線性（０．８％Ｆ.Ｓ.）が得られることが確認された。これにより、実施例２に係る感磁ワイヤも、磁壁を有しないボルテックススピン構造からなるといえる。【００２１】
《本発明》
上述した実施形態または実施例を踏まえ、本発明の構成は以下に述べるような内容によってさらに具体的に表現され得る。なお、以下では感磁ワイヤを取り上げて説明するが、ＭＩ素子またはＭＩセンサについても同様に該当する。
（１）合金組成
感磁ワイヤは、前述したように、零磁歪となるＣｏ−Ｓｉ系合金さらにはＣｏ−Ｓｉ−Ｂ系合金、特にＣｏ−Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ系合金からなると好ましい。
Ｃｏ−Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ系合金の場合、例えば、全体を１００原子％（ａｔ％）としたときに、Ｃｏ：６０〜８０ａｔ％、Ｆｅ：３〜７ａｔ％、Ｓｉ：５〜２０ａｔ％およびＢ：７〜３０％とできる。さらにＣｏ：６５〜７５ａｔ％、Ｆｅ：４〜６ａｔ％、Ｓｉ：７〜１５ａｔ％またはＢ：１０〜２０％であるとより好ましい。なお、各元素の組成範囲を示す上限値または下限値は、上記数値範囲内に含まれる任意の数値を用いることができる。
また、それらの元素の他、本発明の感磁ワイヤは、その特徴（ボルテックススピン構造、ヒステリシス特性）を阻害しない改良元素を少量含み得る。勿論、不可避不純物を含み得ることはいうまでもない。
（２）熱処理
本発明の感磁ワイヤは、上記のような組成をもつ合金からなるアモルファスワイヤからなると好ましい。そのアモルファスワイヤに適切な熱処理を施すことで、ワイヤの表層部のみならずその内周部をもボルテックススピン構造とすることができる。この熱処理は、不活性ガス雰囲気または真空雰囲気中で、アモルファスワイヤが完全に結晶化しない温度内で加熱する処理であるとよい。加熱温度は、例えば、３００〜６５０℃、４００〜６３０℃さらに５００〜６００℃が好ましい。加熱時間は、２〜６０秒（ｓ）さらには４〜１０ｓが好ましい。この熱処理の際、ワイヤにテンションを加えるとよい。テンションを加えるのは、アモルファスワイヤに内部応力を導入するためである。
この印加するテンションは、３０〜２０００ＭＰａ、１００〜１０００ＭＰａさらには１００〜４００ＭＰａであると好ましい。
（３）感磁ワイヤの特性
先ず、感磁ワイヤのヒステリシス特性は、７Ａ／ｍ以下、５Ａ／ｍ以下さらには３Ａ／ｍ以下であると好ましい。この程度であれば、実質的にヒステリシスがゼロと見なせる。
次に、感磁ワイヤの直線性は、ＭＩセンサで検出されたピーク電圧に対応する印加磁場により特定される特定印加磁場間の３０％において、２％Ｆ．Ｓ．以下、１．５％Ｆ．Ｓ以下、１％Ｆ．Ｓ以下さらには０．８％Ｆ．Ｓ以下であると好ましい。
なお、本明細書でいう「ｘ〜ｙ」は、特に断らない限り、下限値ｘおよび上限値ｙを含む。また、本明細書に記載した下限値および上限値は任意に組合わせて、「ａ〜ｂ」のような範囲を構成し得る。さらにその上限値または下限値には、記載した数値範囲内に含まれる任意の数値で置換できる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明による感磁ワイヤ、ＭＩ素子およびＭＩセンサは、ヒステリシスがほぼ零であり、非常に小型かつ高感度であるため、携帯電話をはじめとする小型電子機器用の超小型磁気センサに適用が可能である。【００２３】
【表１】
2009119081.tif 000003
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年5月17日(2010.5.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤ表層部で各スピンが一定の円周方向に連続的に配列していると共に、その表層部の内周側である内側部では各スピンがアモルファスワイヤの中心に近づくに従って徐々に円周方向から軸方向に回転していきそのワイヤ中心では軸方向に向く、連続的なスピン配列となるボルテックススピン構造を有し、
直径が０．５〜１５μｍであることを特徴とする感磁ワイヤ。
【請求項２】
表層から中心にかけて磁壁を有しない請求項１に記載の感磁ワイヤ。
【請求項３】
零磁歪となる軟磁性合金のアモルファスからなる請求項１または２に記載の感磁ワイヤ。
【請求項４】
前記軟磁性合金は、コバルト（Ｃｏ）およびケイ素（Ｓｉ）を必須元素とするＣｏ−Ｓｉ系合金である請求項３に記載の感磁ワイヤ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の感磁ワイヤを磁気検出体とするマグネトインピーダンス素子。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載の感磁ワイヤを磁気検出体とするマグネトインピーダンスセンサ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
ヒステリシスの発現は、多磁区構造をもつ感磁ワイヤ内部の磁壁が、磁場印加時に移動することに起因する。そこで本発明者は、先ず、磁壁を有する多磁区構造を、磁壁を全く有しないボルテックススピン構造にすることを思いつき、ボルテックススピン構造の感磁ワイヤを得ることに初めて成功した。この成果を発展させることで、以下に述べる一連の本発明を完成させるに至った。
《感磁ワイヤ》
（１）本発明の感磁ワイヤは、ボルテックススピン構造を有し、直径が０．５〜１５μｍであることを特徴とする。
ここで「ボルテックススピン構造」とは、ワイヤ表層部で各スピンが一定の円周方向に連続的に配列していると共に、その表層部の内周側である内側部では各スピンがアモルファスワイヤの中心に近づくに従って徐々に円周方向から軸方向に回転していきそのワイヤ中心では軸方向に向く、連続的なスピン配列となる構造をいう。なお、ここでいう「スピン」とは、１原子当たりの磁気モーメントをいう。また、ボルテックススピン構造は、上記内側部の構造のみからなってもよい。内側部が占める領域は、ワイヤの組成、内部応力、形状により大きくなったり、小さくなったりする。
【手続補正書】
【提出日】平成22年9月17日(2010.9.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤ表層部で各スピンが一定の円周方向に連続的に配列していると共に、その表層部の内周側である内側部では各スピンがアモルファスワイヤの中心に近づくに従って徐々に円周方向から軸方向に回転していきそのワイヤ中心では軸方向に向く、連続的なスピン配列となるボルテックススピン構造を有することを特徴とする感磁ワイヤ。
【請求項２】
表層から中心にかけて磁壁を有しない請求項１に記載の感磁ワイヤ。
【請求項３】
零磁歪となる軟磁性合金のアモルファスからなる請求項１または２に記載の感磁ワイヤ。
【請求項４】
前記軟磁性合金は、コバルト（Ｃｏ）およびケイ素（Ｓｉ）を必須元素とするＣｏ−Ｓｉ系合金である請求項３に記載の感磁ワイヤ。
【請求項５】
直径が０．５〜１５μｍである請求項１に記載の感磁ワイヤ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の感磁ワイヤを磁気検出体とするマグネトインピーダンス素子。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれかに記載の感磁ワイヤを磁気検出体とするマグネトインピーダンスセンサ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
ヒステリシスの発現は、多磁区構造をもつ感磁ワイヤ内部の磁壁が、磁場印加時に移動することに起因する。そこで本発明者は、先ず、磁壁を有する多磁区構造を、磁壁を全く有しないボルテックススピン構造にすることを思いつき、ボルテックススピン構造の感磁ワイヤを得ることに初めて成功した。この成果を発展させることで、以下に述べる一連の本発明を完成させるに至った。
《感磁ワイヤ》
（１）本発明の感磁ワイヤは、ボルテックススピン構造を有することを特徴とする。
ここで「ボルテックススピン構造」とは、ワイヤ表層部で各スピンが一定の円周方向に連続的に配列していると共に、その表層部の内周側である内側部では各スピンがアモルファスワイヤの中心に近づくに従って徐々に円周方向から軸方向に回転していきそのワイヤ中心では軸方向に向く、連続的なスピン配列となる構造をいう。なお、ここでいう「スピン」とは、１原子当たりの磁気モーメントをいう。また、ボルテックススピン構造は、上記内側部の構造のみからなってもよい。内側部が占める領域は、ワイヤの組成、内部応力、形状により大きくなったり、小さくなったりする。
【国際調査報告】
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