JP2000348936A - 硬磁性合金薄膜及び磁気センサ及び発電機及びモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 優れた硬磁気特性を備え、特に保磁力（ｉＨ
ｃ）が大きい硬磁性合金薄膜を提供する。 【解決手段】 Ｃｏを主成分とし、Ｐ、Ｃ、Ｓｉ、Ｂの
うちの１種または２種以上の元素ＱとＳｍとを含み、非
晶質相と平均結晶粒径１００ｎｍ以下の微細な結晶質相
とからなることを特徴とする硬磁性合金薄膜を採用す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、硬磁気特性に優れ
た硬磁性合金薄膜及びこの硬磁性合金薄膜を備えた磁気
式センサ、発電機、モータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、硬磁性合金薄膜としては、Ｓｍ−
Ｃｏ系合金薄膜、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金磁石などが知ら
れているが、磁気異方性を付与して高い硬磁気特性を実
現させるには、薄膜形成の際に、基板上にて結晶配向さ
せつつ成膜する必要がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
硬磁性合金薄膜は、成膜の際に結晶配向の制御を行うこ
とが困難とされ、薄膜の硬磁気特性の安定性に欠くとい
う問題点があった。

【０００４】一方、硬磁性合金薄膜の結晶配向を制御す
る手段として、組織中に非晶質相を含む非晶質膜を成膜
し、その後熱処理を施すことにより非晶質相を結晶化さ
せて結晶磁気異方性の大きい化合物（Ｎｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ
等）を析出させる方法がある。この方法により作成され
る硬磁性合金薄膜は、等方性の磁気特性を示し、結晶配
向させた膜（磁気異方性が付与された薄膜）よりも磁気
エネルギーが低いものの、比較的安定した硬磁気特性を
示す。

【０００５】我々は、微細な粒径のハード磁性層とソフ
ト磁性層の複相組織を有するコンポジット材料からなる
粉末を圧密してなる硬磁性材料について、平成１０年９
月１６日付けで特許出願している（特願平１０−２８０
５５７号）。

【０００６】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であって、優れた硬磁気特性を備え、特に最大磁気エネ
ルギー積（（ＢＨ）_max）が大きく、熱的安定性にも優
れた硬磁性合金薄膜を提供すると共に、この硬磁性合金
薄膜を備えた磁気式センサ、発電機及びモータを提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は以下の構成を採用した。本発明の硬磁性
合金薄膜は、Ｃｏを主成分とし、Ｐ、Ｃ、Ｓｉ、Ｂのう
ちの１種または２種以上の元素ＱとＳｍとを含み、非晶
質相と平均結晶粒径１００ｎｍ以下の微細な結晶質相と
からなることを特徴とする。

【０００８】また、本発明の硬磁性合金薄膜は、Ｃｏを
主成分とし、Ｐ、Ｃ、Ｓｉ、Ｂのうちの１種または２種
以上の元素Ｑと、Ｓｍと、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｍ
ｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｖのうちの１種または２種以上の元素Ｍ
とを含み、非晶質相と平均結晶粒径１００ｎｍ以下の微
細な結晶質相とからなることを特徴とする。

【０００９】更に、本発明の硬磁性合金薄膜は、Ｃｏを
主成分とし、Ｐ、Ｃ、Ｓｉ、Ｂのうちの１種または２種
以上の元素Ｑと、Ｓｍと、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｍ
ｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｖのうちの１種または２種以上の元素Ｍ
とＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅｕ、Ｇ
ｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕのうち
の１種または２種以上の元素ＲとＡｌ、Ｇｅ、Ｇａ、Ａ
ｇ、Ｐｔ、Ａｕのうちの１種または２種以上の元素Ｘと
のうちの少なくとも１種以上の元素を含み、非晶質相と
平均結晶粒径１００ｎｍ以下の微細な結晶質相とからな
ることを特徴とする。

【００１０】そして、この硬磁性合金薄膜は、組織が平
均粒径１００ｎｍ以下の微細な結晶質相の単相からなる
ことが好ましい。また、この硬磁性合金薄膜は、組織中
に平均結晶粒径１００ｎｍ以下の微細な結晶質相を少な
くとも５０体積％以上含み、残部が非晶質相であっても
よい。更に、この硬磁性合金薄膜は、組織中に平均結晶
粒径５０ｎｍ以下の微細な結晶質相を少なくとも５０体
積％以上含み、残部が非晶質相であっても良い。

【００１１】また、本発明の硬磁性合金薄膜は、先に記
載の硬磁性合金薄膜であって、組織中にソフト磁性相と
ハード磁性相との混相状態が形成されたことを特徴とす
る。前記ソフト磁性相は、ｂｃｃ−Ｆｅ相、ｂｃｃ−
（ＦｅＣｏ）相、固溶原子を含んだＤ₂₀Ｅ₃Ｑ相または
残留非晶質相の少なくとも一つを含み、前記ハード磁性
相は、固溶原子を含んだＥ₂Ｄ₁₇相を少なくとも含むこ
とが好ましい。ただし、Ｄは、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉのうち
の少なくとも１種または２種以上の元素であり、Ｅは、
Ｓｍ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅ
ｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ
のうちの１種または２種以上の元素であり、Ｑは、Ｐ、
Ｃ、Ｓｉ、Ｂのうちの１種または２種以上の元素であ
る。

【００１２】また、本発明の硬磁性合金薄膜は、磁気異
方性が付与されたものであっても良く、等方性の磁気特
性が付与されたものであっても良い。

【００１３】本発明の硬磁性合金薄膜は、先に記載の硬
磁性合金薄膜であって、下記組成式で表されることを特
徴とする。 （Ｃｏ_1-fＴ_f）_100-x-y-z-tＭ_xＳｍ_yＲ_zＱ_t 但し、Ｔは、Ｆｅ、Ｎｉのうちのいずれか一方若しくは
両方であり、Ｍは、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｍｏ、
Ｗ、Ｔｉ、Ｖのうちの１種または２種以上の元素であ
り、ＲはＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅ
ｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ
のうちの１種または２種以上の元素であり、Ｑは、Ｐ、
Ｃ、Ｓｉ、Ｂのうちの１種または２種以上の元素であ
り、０≦ｆ＜０．５、０原子％≦ｘ≦４原子％、８原子
％≦ｙ≦１６原子％、０原子％≦ｚ≦５原子％、０．５
原子％≦ｔ≦１０原子％、８原子％≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦１６
原子％である。

【００１４】また、本発明の硬磁性合金薄膜は、先に記
載の硬磁性合金薄膜であって、下記組成式で表されるこ
とを特徴とする。 （Ｃｏ_1-fＴ_f）_{100-x-y-z-t-u}Ｍ_xＳｍ_yＲ_zＱ_tＸ_u 但し、Ｔは、Ｆｅ、Ｎｉのうちのいずれか一方若しくは
両方であり、Ｍは、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｍｏ、
Ｗ、Ｔｉ、Ｖのうちの１種または２種以上の元素であ
り、ＲはＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅ
ｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ
のうちの１種または２種以上の元素であり、Ｑは、Ｐ、
Ｃ、Ｓｉ、Ｂのうちの１種または２種以上の元素であ
り、Ｘは、Ａｌ、Ｇｅ、Ｇａ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕのうち
の１種または２種以上の元素であり、０≦ｆ＜０．５、
０原子％≦ｘ≦４原子％、８原子％≦ｙ≦１６原子％、
０原子％≦ｚ≦５原子％、０．５原子％≦ｔ≦１０原子
％、０原子％≦ｕ≦５原子％、８原子％≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦
１６原子％である。

【００１５】また、前記組成比を示すｆが、０．２≦ｆ
＜０．５の範囲であることが好ましい。更に、前記の硬
磁性合金薄膜は、Ｎｂを必ず含むことが好ましい。

【００１６】また、本発明の硬磁性合金薄膜は、先に記
載の硬磁性合金薄膜であって、成膜直後における組織
が、非晶質相の単相であることを特徴とする。また、本
発明の硬磁性合金薄膜は、先に記載の硬磁性合金薄膜で
あって、成膜直後において非晶質相の単相からなる組織
に、６００〜８００℃で熱処理が行なわれたものである
ことを特徴とする。更に、本発明の硬磁性合金薄膜は、
先に記載の硬磁性合金薄膜であって、成膜直後における
組織が、平均結晶粒径１００ｎｍ以下の微細な結晶質相
を主相とすることを特徴とする。

【００１７】本発明の磁気式センサは、先に記載の硬磁
性合金薄膜からなる磁石と、前記磁石の磁気を検出する
磁気検出素子とを備えてなることを特徴とする。また、
本発明の発電機は、先に記載の硬磁性合金薄膜からなる
磁石と、前記磁石部材の磁束により電圧が誘起されて電
流が流れる巻線とを備えてなることを特徴とする。更
に、本発明のモータは、ロータとステータとを備えてな
り、前記ロータまたは前記ステータのいずれか一方に、
先に記載の硬磁性合金薄膜が備えられたことを特徴とす
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。本発明の硬磁性合金薄膜は、Ｃｏ
を主成分とし、Ｐ、Ｃ、Ｓｉ、Ｂのうちの１種または２
種以上の元素Ｑと、Ｓｍとを含み、かつ非晶質相と平均
結晶粒径１００ｎｍ以下の微細な結晶質相とからなるも
のである。

【００１９】また、本発明の硬磁性合金薄膜は、Ｃｏを
主成分とし、Ｐ、Ｃ、Ｓｉ、Ｂのうちの１種または２種
以上の元素Ｑと、Ｓｍと、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｍ
ｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｖのうちの１種または２種以上の元素Ｍ
を含み、非晶質相と平均結晶粒径１００ｎｍ以下の微細
な結晶質相とからなるものであってもよい。

【００２０】更に、本発明の硬磁性合金薄膜は、Ｃｏを
主成分とし、Ｐ、Ｃ、Ｓｉ、Ｂのうちの１種または２種
以上の元素Ｑと、Ｓｍとを含み、更に、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔ
ａ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｖのうちの１種または２種
以上の元素Ｍ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐ
ｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙ
ｂ、Ｌｕのうちの１種または２種以上の元素Ｒ、Ａｌ、
Ｇｅ、Ｇａ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕのうちの１種または２種
以上の元素Ｘのうちの少なくとも１種以上の元素を含
み、非晶質相と平均結晶粒径１００ｎｍ以下の微細な結
晶質相とからなるものであってもよい。

【００２１】上記の硬磁性合金薄膜は、その組織の少な
くとも５０体積％以上が平均結晶粒径１００ｎｍ以下、
好ましくは平均結晶粒径５０ｎｍ以下の微細な結晶質相
を含むと共に残部が非晶質相からなるものであることが
好ましく、これら結晶質相及び非晶質相によってナノ複
相組織が形成される。また、この硬磁性合金薄膜は、そ
の組織が１００ｎｍ以下の微細な結晶質相の単相からな
るものであっても良い。

【００２２】微細な結晶質相には、少なくとも、ｂｃｃ
−Ｆｅ相、ｂｃｃ−（ＦｅＣｏ）相または固溶原子を含
んだＤ₂₀Ｅ₃Ｑ相の少なくとも一つからなるソフト磁性
相と、固溶原子を含んだＥ₂Ｄ₁₇相からなるハード磁性
相とが析出している。また、残部の非晶質相は、ｂｃｃ
−Ｆｅ相等と同様にソフト磁性相を形成する。上記Ｄは
遷移金属のうちの１種または２種以上を示し、具体的に
は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉのうちの少なくとも１種または２
種以上の元素であり、特にＦｅ、Ｃｏのいずれか一方ま
たは両方であることが好ましい。また、Ｅは、Ｓｍ、Ｓ
ｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、
Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕのうちの１
種または２種以上の元素を示し、Ｑは、上述したよう
に、Ｐ、Ｃ、Ｓｉ、Ｂのうちの１種または２種以上の元
素を示す。このようにして、この硬磁性合金薄膜におい
ては、組織中に前記のソフト磁性相と前記のハード磁性
相との混相状態が形成されている。

【００２３】また、本発明の硬磁性合金薄膜は、磁気異
方性を付与することができる一方で、等方性の磁気特性
を付与することもできる。

【００２４】本発明の硬磁性合金薄膜は、スパッタ法、
蒸着法等の気相急冷法によって、非晶質相を主相とする
非晶質合金薄膜若しくは結晶質相を主相とし非晶質相を
残部に含む結晶質合金薄膜を得る工程と、これらの合金
薄膜を熱処理することによって、組織中に微細な結晶質
相を析出させる工程とによって通常得ることができる。

【００２５】本発明の硬磁性合金薄膜をスパッタ法を用
いて作製する場合は、ＤＣスパッタ装置、ＲＦスパッタ
装置、マグネトロンスパッタ装置、対向ターゲット式ス
パッタ装置、イオンビームスパッタ装置等の既存の装置
を使用することができる。

【００２６】スパッタ法を用いる場合には、ターゲット
として、後述する本発明の硬磁性合金薄膜の組成からな
る合金ターゲット材を用意し、これを基板と共にスパッ
タ装置のスパッタ室等に投入し、真空雰囲気若しくは不
活性ガス雰囲気中にてスパッタリングを行う。このと
き、基板の温度を調整することにより、前記の非晶質合
金薄膜または前記の結晶質合金薄膜のいずれかを得るこ
とができる。即ち、基板の温度を比較的低温に保ちつつ
スパッタリングを行うと、非晶質相を主相とする非晶質
合金薄膜が得られ、基板の温度を比較的高温に保ちつつ
スパッタリングを行うと、結晶質相を主相とし非晶質相
を残部に含む結晶質合金薄膜が得られる。

【００２７】次に、得られた非晶質合金薄膜若しくは結
晶質合金薄膜を、４００〜８００℃で熱処理することに
より、非晶質合金薄膜中の非晶質相が結晶化されるか、
あるいは結晶質合金薄膜中の結晶質相が粒成長されて、
平均結晶粒径１００ｎｍ以下、好ましくは平均結晶粒径
５０ｎｍ以下の微細な結晶質相が主相として析出し、更
にこの組織中にソフト磁性相とハード磁性相との混相状
態が形成されることにより硬磁気特性が発現するか、更
には上記平均結晶粒径１００ｎｍ以下、好ましくは平均
結晶粒径５０ｎｍ以下の微細な結晶質相が析出すると共
に上記混相状態が形成されて硬磁気特性が発現し、かつ
ハード磁性相の磁化容易軸が配向することにより磁気異
方性が付与される。このようにして、本発明の硬磁性合
金薄膜が得られる。

【００２８】上記の熱処理は、４００℃以上８００℃以
下、より好ましくは６００℃以上８００℃以下の範囲で
行うことが好ましい。熱処理温度が４００℃未満では、
硬磁気特性を担うＥ₂Ｄ₁₇相の析出量が少ないため充分
な硬磁気特性が得られないので好ましくない。また、熱
処理温度が８００℃を超えると、微細な結晶質相の結晶
粒が過度に粒成長して粗大化し、硬磁気特性が劣化して
しまうので好ましくない。熱処理時間は、０分以上１５
分以下、より好ましくは０分以上５分以下である。熱処
理時間が１５分を超えると、微細な結晶質相が粒成長し
て粗大化し、硬磁性合金薄膜の硬磁気特性が劣化してし
まうので好ましくない。

【００２９】特に、平均結晶粒径が１００ｎｍ以下、よ
り好ましくは５０ｎｍ以下である微細な結晶質相が組織
の５０体積％以上であり残部が非晶質相となるように条
件を選び、しかも上記の微細結晶質相中に、ｂｃｃ−Ｆ
ｅ相、ｂｃｃ−（ＦｅＣｏ）相、固溶原子を含んだＤ₂₀
Ｅ₃Ｑ相または残存する非晶質相の少なくとも１つであ
るソフト磁性相と、Ｅ₂Ｄ₁₇相を少なくとも含んだハー
ド磁性相とが生成するようにすれば、きわめて高い硬磁
気特性を有する硬磁性合金薄膜が得られる。

【００３０】なお、スパッタ等の手段によって結晶質相
を主相とし非晶質相を残部に含む結晶質合金薄膜が得ら
れた場合に、この結晶質合金薄膜の結晶質相の平均結晶
粒径が１００ｎｍ以下であり、かつ結晶質相が組織の５
０％以上を占める場合には、熱処理を省略して、この合
金薄膜を硬磁性合金薄膜とすることができる。

【００３１】また、磁場中で成膜し、成膜後において既
に微細な結晶質を析出させるように、若しくは非晶質膜
を磁場中で熱処理すれば、薄膜に磁気異方性をもたせる
ことが可能であり、また一方、等方性の磁気特性を有す
る非晶質膜を無磁場中において熱処理すれば、等方性の
磁気特性を有する硬磁性合金薄膜が得られる。

【００３２】この硬磁性合金薄膜は、上記の方法を用い
ることにより、ハード磁性相の磁化容易軸が配向し、薄
膜に磁気異方性が付与されたものとなり、これにより、
残留磁化（Ｉｒ）と最大磁気エネルギー積（（ＢＨ）
_max）が大きくなって、優れた硬磁気特性を発現させる
ことができる。

【００３３】本発明の硬磁性合金薄膜は、下記の組成式
で表される組成からなることが好ましい。 （Ｃｏ_1-fＴ_f）_100-x-y-z-tＭ_xＳｍ_yＲ_zＱ_t （但し、Ｔは、Ｆｅ、Ｎｉのうちの１種または２種以上
の元素であり、Ｍは、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｍｏ、
Ｗ、Ｔｉ、Ｖのうちの１種または２種以上の元素であ
り、ＲはＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅ
ｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ
のうちの１種または２種以上の元素であり、Ｑは、Ｐ、
Ｃ、Ｓｉ、Ｂのうちの１種または２種以上の元素であ
り、０≦ｆ＜０．５、０原子％≦ｘ≦４原子％、８原子
％≦ｙ≦１６原子％、０原子％≦ｚ≦５原子％、０．５
原子％≦ｔ≦１０原子％、８原子％≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦１６
原子％である）

【００３４】Ｃｏは、硬磁気特性を与えるものであり、
本発明の硬磁性合金薄膜に必須の元素である。Ｃｏを含
む元素Ｄと元素Ｅとを有する非晶質相は、４００℃〜８
００℃の範囲内の適切な温度で熱処理するとき、ハード
磁性相であるＥ₂Ｄ₁₇相と、ソフト磁性相であるｂｃｃ
−Ｆｅ相、ｂｃｃ−（ＦｅＣｏ）相、固溶原子を含んだ
Ｄ₂₀Ｅ₃Ｑ相または残存する非晶質相のうちの少なくと
も一つの相を生成する。

【００３５】上記式において、Ｔは、Ｆｅ、Ｎｉのうち
のいずれか一方若しくは両方を表わす。これら元素Ｔ
は、残留磁化（Ｉｒ）を増加させる効果があるが、元素
Ｔの濃度をＣｏ置換で増加させると、Ｃｏの濃度が減少
して保磁力（ｉＨｃ）が低下する。従って、特に残留磁
化（Ｉｒ）が高い硬磁性合金薄膜が必要であれば、元素
Ｔの添加を行い、保磁力（ｉＨｃ）が大きい硬磁性合金
薄膜が必要であれば、元素Ｔの添加を行わないようにす
ることにより、用途に合わせて最適な硬磁気特性を備え
た硬磁性合金薄膜を製造できる。また、高価なＣｏを安
価なＦｅやＮｉに置き換えることにより、硬磁性合金薄
膜の製造コストを低減することもできる。元素Ｔの組成
比を示すｆは、優れた硬磁気特性を発揮するために、０
以上０．５未満が好ましく、０．２以上０．５未満とす
るのがより好ましい。

【００３６】Ｓｍは、Ｃｏと同様に硬磁気特性を与える
ものであり、本発明の硬磁性合金薄膜に必須の元素であ
る。また、非晶質相を形成し易い元素である。Ｃｏ（元
素Ｄ）とＳｍ（元素Ｅ）とを含む非晶質相は、４００℃
〜８００℃の範囲内の適切な温度で熱処理するとき、ハ
ード磁性相である（Ｆｅ、Ｃｏ）₁₇Ｓｍ₂相と、ソフト
磁性相であるｂｃｃ−Ｆｅ相、ｂｃｃ−（ＦｅＣｏ）相
または固溶原子を含んだＤ₂₀Ｅ₃Ｑ相とを析出する。ま
た、残留する非晶質相もソフト磁性相として作用する。
Ｓｍの組成比を示すｙ（原子％）は、８子％以上１６原
子％以下であることが好ましく、１０原子％以上１３原
子％以下であることがより好ましい。組成比ｙが８原子
％未満では、ハード磁性相の析出量の減少による保磁力
（ｉＨｃ）の低下が起こり、更に非晶質相が形成されに
くいので好ましくない。また、組成比ｙが１６原子％を
超えると、Ｃｏ及び元素Ｔの濃度が減少して、飽和磁化
（Ｉｓ）が減少し、それに伴って残留磁化（Ｉｒ）が低
下してしまうので好ましくない。

【００３７】上記式において、ＲはＳｍ以外の希土類元
素であり、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、
Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、お
よびＬｕのうちの１種以上の元素を表わす。元素Ｒは、
非晶質相を形成し易い元素である。組織中に５０重量％
以上の十分な非晶質相を形成させ、これを結晶化するこ
とによって十分量の微細な結晶質相を生成させ、また良
好な硬磁性特性を実現させるためには、元素Ｒの組成比
ｚを、１原子％以上とする必要があり、より好ましくは
２原子％以上とする。

【００３８】一方、元素Ｒは、その組成比ｚを増加させ
るに伴って、得られた硬磁性合金薄膜の飽和磁化（Ｉ
ｓ）が減少する傾向を示す。高い残留磁化（Ｉｒ）を得
るためには、元素Ｒの組成比ｚを５原子％以下とする必
要がある。元素Ｒの一部または全部をＮｄおよび／また
はＰｒで構成すると、さらに高い硬磁性特性が得られ
る。また、この元素Ｒは、Ｓｍと置換可能であってＤ₁₇
Ｅ₂相を形成し、硬磁気特性を発揮することができる。

【００３９】上記式において、元素Ｍは、Ｎｂ、Ｚｒ、
Ｔａ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｖのうちの１種または２
種以上の元素を表す。これら元素Ｍは、非晶質相の形成
能が高いので、この元素Ｍを添加することにより、高価
な元素Ｒ（希土類元素）の組成比を小さくしても十分な
非晶質相を生成させることができる。ただし、元素Ｍの
組成比ｘ（原子％）をＣｏ及び元素Ｔで置換して増加さ
せると、得られる硬磁性合金薄膜の飽和磁化（Ｉｓ）は
減少する。また、元素Ｍの組成比ｘを減少させると、十
分な非晶質相を形成できない。この観点から、元素Ｍの
組成比ｘは、０原子％以上４原子％以下とするのが好ま
しく、２原子％以上４原子％以下とすることがより好ま
しい。これらの元素Ｍのうち、特にＮｂが有効である。
元素Ｍの一部若しくは全部をＮｂで置換すると、硬磁性
合金薄膜の保磁力（ｉＨｃ）が比較的大きくなり、また
硬磁性合金薄膜の酸化を比較的に防ぐことが可能とな
る。

【００４０】また、上述のＳｍ、元素Ｒ及び元素Ｍはい
ずれも非晶質相を形成し易い点では共通した性質を有す
る元素であり、これらの元素の組成比の合計量である
（ｘ＋ｙ＋ｚ）は、８原子％以上１６原子％以下である
ことが好ましく、１０原子％以上１３原子％以下である
ことがより好ましい。組成比を示す（ｘ＋ｙ＋ｚ）が８
原子％未満では、非晶質相の析出が十分でないため好ま
しくない。また、（ｘ＋ｙ＋ｚ）が１６原子％を超える
と、硬磁気特性が劣化してしまうので好ましくない。

【００４１】上記式において、Ｑは、Ｐ、Ｃ、Ｓｉ、Ｂ
のうちの１種または２種以上の元素であり、これら元素
Ｑも非晶質相を形成し易い半金属である。また、Ｃｏを
含む元素ＤとＢを含む元素ＱとＳｍを含む元素Ｅとを有
する非晶質相は、４００〜８００℃の範囲内の適切な温
度で熱処理するとき、ソフト磁性相であるＤ₂₀Ｅ₃Ｑ相
を析出する。組織中に十分量の非晶質相を形成し、これ
を結晶化することによって十分量の微細結晶質相を得る
ためには、元素Ｑの組成比ｔは、０．５原子％以上が必
要であり、特に３原子％以上とすることが好ましい。た
だし、元素Ｑの組成比ｔ（原子％）を増加させすぎる
と、それに伴って、得られた硬磁性合金薄膜の飽和磁化
（Ｉｓ）、残留磁化（Ｉｒ）、および保磁力（ｉＨｃ）
が減少する傾向を示すので、良好な硬磁性特性を得るた
めには、Ｑの組成比ｔは１０原子％以下であることが必
要であり、特に９原子％以下とすることが好ましい。

【００４２】また、本発明の硬磁性合金薄膜は、Ａｌ、
Ｇｅ、Ｇａ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕのうちの１種または２種
以上の元素Ｘが添加されていても良く、その場合の硬磁
性合金薄膜は、下記の組成式で表すことができる。 （Ｃｏ_1-fＴ_f）_{100-x-y-z-t-u}Ｍ_xＳｍ_yＲ_zＱ_tＸ_u （但し、Ｔは、Ｆｅ、Ｎｉのうちの１種または２種以上
の元素であり、Ｍは、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｍｏ、
Ｗ、Ｔｉ、Ｖのうちの１種または２種以上の元素であ
り、ＲはＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅ
ｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ
のうちの１種または２種以上の元素であり、Ｑは、Ｐ、
Ｃ、Ｓｉ、Ｂのうちの１種または２種以上の元素であ
り、Ｘは、Ａｌ、Ｇｅ、Ｇａ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕのうち
の１種または２種以上の元素であり、０≦ｆ＜０．５、
０原子％≦ｘ≦４原子％、８原子％≦ｙ≦１６原子％、
０原子％≦ｚ≦５原子％、０．５原子％≦ｔ≦１０原子
％、０原子％≦ｕ≦５原子％、８原子％≦ｘ＋ｙ＋ｘ≦
１６原子％である）

【００４３】この場合の元素Ｔの組成比を示すｆは、優
れた硬磁気特性を発揮するために、０以上０．５未満が
好ましく、０．２以上０．５未満とするのがより好まし
い。上記組成式中のＳｍの組成比を示すｙ（原子％）
は、良好な硬磁気特性を得るために、８原子％以上１６
原子％以下であることが好ましく、１０原子％以上１３
原子％以下であることがより好ましい。

【００４４】上記組成式中の元素Ｒの組成比を示すｚ
（原子％）は、優れた硬磁気特性を付与するためと、良
好な非晶質相と微細な結晶質相を得るために、０原子％
以上とする必要があり、より好ましくは２原子％以上と
する。一方、元素Ｒは、その組成比ｚを増加させるに伴
って、得られた硬磁性合金薄膜の飽和磁化（Ｉｓ）が減
少すので、高い残留磁化（Ｉｒ）を得るために、元素Ｒ
の組成比ｚを５原子％以下とする必要がある。

【００４５】上記組成式中の元素Ｍの組成比を示すｘ
（原子％）は、良好な硬磁気特性を得るために、０原子
％以上４原子％以下とするのが好ましく、１原子％以上
３原子％以下とすることがより好ましい。これらの元素
Ｍのうち、特にＮｂが有効である。元素Ｍの一部若しく
は全部をＮｂで置換すると、硬磁性合金薄膜の保磁力
（ｉＨｃ）が比較的大きくなる。また、硬磁性合金薄膜
の酸化を比較的に防ぐことが可能となる。

【００４６】また、上述のＳｍ、元素Ｒ及び元素Ｍはい
ずれも非晶質相を形成し易い点では共通した性質を有す
る元素であり、これらの元素の組成比の合計量である
（ｘ＋ｙ＋ｚ）は、８原子％以上１６原子％以下である
ことが好ましく、１０原子％以上１４原子％以下である
ことがより好ましい。組成比を示す（ｘ＋ｙ＋ｚ）が８
原子％未満では、非晶質相の析出が十分でないため好ま
しくない。また、（ｘ＋ｙ＋ｚ）が１６原子％を超える
と、硬磁気特性が劣化してしまうので好ましくない。

【００４７】上記組成式中の元素Ｑの組成比を示すｔ
（原子％）は、良好な非晶質相と微細な結晶質相を得る
ために、０．５原子％以上が必要であり、特に３原子％
以上とすることが好ましい。良好な硬磁性特性を得るた
めには、Ｑの組成比ｔは１０原子％以下であることが必
要であり、特に９原子％以下とすることが好ましい。

【００４８】上記式において、元素Ｘは、Ａｌ、Ｇｅ、
Ｇａ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕのうちの１種または２種以上の
元素であり、これら元素Ｘは主に硬磁性合金薄膜の耐食
性を向上させる。また、この元素ＸのうちのＡｇ、Ｐ
ｔ、Ａｕは、Ｆｅに固溶しないので、熱処理によって微
細な結晶質相を析出させる際に、結晶粒の微細化を促進
する効果を有する。更にまた、この元素ＸのうちのＧ
ｅ、Ｇａ、Ａｌは、微細な結晶質相と非晶質相との混相
状態であるナノ複相組織の形成を促進させる効果を有す
る。元素Ｘの組成比を示すｕ（原子％）は、０原子％以
上５原子％以下であることが好ましく、１原子％以上３
原子％以下であることがより好ましい。ｕが５原子％を
超えると、非晶質形成能が低下し、硬磁気特性も低下す
るので好ましくない。特にＡｌは、元素Ｘの中でも最も
安価な元素であり、硬磁性合金薄膜のコストを低減させ
ることができ、好ましい。

【００４９】上述の硬磁性合金薄膜は、Ｃｏを主成分と
し、Ｐ、Ｃ、Ｓｉ、Ｂのうちの１種または２種以上の元
素Ｑと、Ｓｍとを含み、非晶質相と微細な結晶質相とを
有しており、微細な結晶質相と非晶質相とからなるナノ
複相組織が形成されているので、硬磁気特性を優れたも
のとすることができる。特に、上述の組成に、Ｎｂ、Ｚ
ｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｖのうちの１種また
は２種以上の元素Ｍと、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、
Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔ
ｍ、Ｙｂ、Ｌｕのうちの１種または２種以上の元素Ｒ
と、Ａｌ、Ｇｅ、Ｇａ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕのうちの１種
または２種以上の元素Ｘとのうちの少なくとも１種以上
の元素を含んだ硬磁性合金粉末は、非晶質相の形成能を
更に高めることができるので、硬磁気特性をより優れた
ものとすることができる。

【００５０】また、上述の硬磁性合金薄膜は、組織の少
なくとも５０体積％以上が平均結晶粒径１００ｎｍ以
下、好ましくは平均結晶粒径５０ｎｍ以下の微細な結晶
質相であり、更に、組織中にソフト磁性相とハード磁性
相との混相状態が形成されたものであるので、極めて高
い硬磁気特性を有することができる。また、硬磁性合金
薄膜に、ソフト磁性相とハード磁性相の特徴を付与する
ことができる。

【００５１】上述の硬磁性合金薄膜は、下記組成式で表
されるものであるので、スパッタ法、蒸着法等の手段に
より薄膜を形成した場合に非晶質相を主相とする合金薄
膜が容易に得られ、また、これを熱処理したものは微細
な結晶質相を析出させることが可能となり、優れた硬磁
気特性を発揮させることができる。即ち、 （Ｃｏ_1-fＴ_f）_100-x-y-z-tＭ_xＳｍ_yＲ_zＱ_t （但し、Ｔは、Ｆｅ、Ｎｉのうちの１種または２種以上
の元素であり、Ｍは、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｍｏ、
Ｗ、Ｔｉ、Ｖのうちの１種または２種以上の元素であ
り、ＲはＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅ
ｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ
のうちの１種または２種以上の元素であり、Ｑは、Ｐ、
Ｃ、Ｓｉ、Ｂのうちの１種または２種以上の元素であ
り、０≦ｆ＜０．５、０原子％≦ｘ≦４原子％、８原子
％≦ｙ≦１６原子％、０原子％≦ｚ≦５原子％、０．５
原子％≦ｔ≦１０原子％、８原子％≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦１６
原子％である）または、 （Ｃｏ_1-fＴ_f）_{100-x-y-z-t-u}Ｍ_xＳｍ_yＲ_zＱ_tＸ_u （但し、Ｔは、Ｆｅ、Ｎｉのうちの１種または２種以上
の元素であり、Ｍは、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｍｏ、
Ｗ、Ｔｉ、Ｖのうちの１種または２種以上の元素であ
り、ＲはＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅ
ｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ
のうちの１種または２種以上の元素であり、Ｑは、Ｐ、
Ｃ、Ｓｉ、Ｂのうちの１種または２種以上の元素であ
り、Ｘは、Ａｌ、Ｇｅ、Ｇａ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕのうち
の１種または２種以上の元素であり、０≦ｆ＜０．５、
０原子％≦ｘ≦４原子％、８原子％≦ｙ≦１６原子％、
０原子％≦ｚ≦５原子％、０．５原子％≦ｔ≦１０原子
％、０原子％≦ｕ≦５原子％、８原子％≦ｘ＋ｙ＋ｘ≦
１６原子％である）

【００５２】また、上述の組成式において、組成比を示
すｆが、０．２≦ａ＜０．５の範囲とした場合には、よ
り優れた硬磁気特性を発揮できる。更に、上述の硬磁性
合金薄膜にＮｂを必ず添加した場合には、硬磁性合金薄
膜の保磁力（ｉＨｃ）が比較的大きくなると共に、硬磁
性合金薄膜の酸化を比較的に防止することができる。

【００５３】よって本発明の硬磁性合金薄膜は、モー
タ、アクチュエータ、ロータリーエンコーダ、磁気式セ
ンサ、発電機、スピーカーなどの各種の装置、特に各種
の小型の装置に使用される永久磁石として有用である。

【００５４】次に、上述の硬磁性合金薄膜を備えてなる
磁気式センサを図１を参照して説明する。図１にはこの
磁気式センサの概略構成を示す。この磁気式センサ１
は、リニアセンサと呼ばれるもので、基板２上に形成さ
れた薄膜状の磁石３と、この磁石３からの磁界を検出す
る磁気検出素子４（例えば磁気抵抗効果素子）とから構
成されている。この磁石３は、上述の硬磁性合金薄膜か
らなるもので、帯状に形成されており、かつその長手方
向に向けて多磁極化されている。

【００５５】この磁気式センサ１は、たとえば基板２が
図示矢印方向に移動することにより、磁石３が磁気検出
素子４に対して相対的に移動する。この相対的な移動に
応じ、磁気検出素子２に対して磁石からの磁束の方向が
変化するので、磁気検出素子２から基板２の移動量に応
じた信号が出力される。

【００５６】この磁気式センサ１によれば、前述の硬磁
性合金薄膜を磁石３として用いているので、磁石３の残
留磁化（Ｉｒ）、保磁力（ｉＨｃ）及び最大磁気エネル
ギー積（（ＢＨ）_max）が大きくなり、これにより磁気
検出素子４に作用する磁束が大きくなるので、磁気式セ
ンサ１の感度を高くすることができる。

【００５７】以上、硬磁性合金薄膜を備えた磁気式セン
サについて説明したが、これに限られず、本発明に係る
硬磁性合金薄膜を、発電機やモータに用いても良い。例
えば発電機としては、回転軸と、この回転軸に取り付け
られた略円柱体状の磁石部と、磁石部と離間して対向し
かつ巻線が巻回されてなる磁心とから構成され、前記の
磁石部に、本発明の硬磁性合金薄膜からなる磁石が用い
られたものを挙げることができる。この発電機は、回転
軸が回転されることによって磁石が回転し、これにより
磁石と磁心とが相対移動して磁心が受ける磁束の向きが
変化し、電磁誘導の作用によって巻線に交流電流が流れ
る。

【００５８】上記の発電機に備えられた磁石部には、前
述の硬磁性合金薄膜が設けられており、この硬磁性合金
薄膜は、最大磁気エネルギー積（（ＢＨ）_max）が大き
いために残留磁化（Ｉｒ）が大きく、発電機の巻線に流
れる電流によって生じる電流磁界が硬磁性合金薄膜を減
磁させたとしても、なお十分に高い磁化を維持すること
が可能であるので、磁石部が消磁されることなく磁心に
十分な磁束を与えることができ、また、磁心に大きな磁
束が与えられるので、より高い電圧の電流を発生させる
ことが可能となって高出力な発電機を構成することがで
きる。

【００５９】また、モータとしては、ロータとステータ
をから構成され、ロータまたはステータのいずれか一方
に、本発明の硬磁性合金薄膜が備えられたものを挙げる
ことができる。かかるモータによれば、ロータまたはス
テータのいずれか一方に、前記の硬磁性合金薄膜が備え
られており、この硬磁性合金薄膜は、最大磁気エネルギ
ー積（（ＢＨ）_max）が大きいので、モータの回転トル
クを高くすることができる。

【００６０】

【実施例】（実験例１）Ｃｏ、Ｆｅ、Ｓｍ、Ｚｒ及びＢ
を原料としてそれぞれ所定量秤量し、減圧Ａｒ雰囲気下
においてこれらの原料を高周波誘導加熱装置またはアー
ク放電加熱装置で溶解して、所定の組成のインゴットを
作製した。このインゴットをるつぼ内に入れて溶解し、
ノズルから回転しているロールに溶湯を吹き出して急冷
する単ロール法によって、減圧Ａｒ雰囲気下で（Ｃｏ
_0.72Ｆｅ_0.28）_98-y-tＳｍ_yＺｒ₂Ｂ _t（但し、ｙ＝６、
８、１０、１２、１４、１６、ｔ＝３、５、７、９、１
１）なる組成の急冷薄帯を得た。また、同様にして（Ｃ
ｏ_0.72Ｆｅ_0.28）_98-y-tＳｍ_yＮｂ₂Ｂ_t（但し、ｙ＝
８、１０、１２、１４、１６、ｔ＝３、５、７、９）な
る組成の急冷薄帯を得た。得られた急冷薄帯について、
Ｘ線回折分析によって薄帯の組織の状態を調査した。更
に、得られた薄帯について、ＶＳＭ（振動試料型磁力
計）を用い、１．５Ｔの印加磁場中及び真空中で室温に
おける保磁力（ｉＨｃ）を測定した。結果を図２及び図
３に示す。

【００６１】図２に示すように、（Ｃｏ_0.72Ｆｅ_0.28）
_98-y-tＳｍ_yＺｒ₂Ｂ_tなる組成の急冷薄帯については、
ｙ＝８原子％以上かつｔ＝１１原子％以上、または、ｙ
＝１４原子％以上かつｔ＝３原子％以上の条件では組織
のほぼ全てが非晶質相となり、またｙ＝６原子％、３原
子％≦ｔ≦９原子％では結晶質相となり、それ以外の条
件では非晶質相と結晶質相が混合した状態となる。従っ
て、（Ｃｏ_0.72Ｆｅ_0.28）_98-y-tＳｍ_yＺｒ₂Ｂ_tなる組
成の急冷薄帯の場合においては、合金溶湯を急冷して非
晶質相を主相とする急冷薄帯を得るには、合金中のＳｍ
の濃度が少なくとも８原子％以上必要であることがわか
る。これにより、Ｍ＝Ｚｒの場合、Ｓｍの濃度が８原子
％以上であれば熱処理後に均一かつ微細な結晶質相を析
出させることが可能となる。更に、保磁力（ｉＨｃ）に
ついては、どの薄帯についても６４〜１１４ Ｏｅ程度
であり、熱処理を施していない急冷薄帯は、保磁力（ｉ
Ｈｃ）が小さいことがわかる。

【００６２】また、図３に示すように、（Ｃｏ_0.72Ｆｅ
_0.28）_98-y-tＳｍ_yＮｂ₂Ｂ_tなる組成の急冷薄帯につい
ては、ｙ＝１０原子％以上かつｔ＝５原子％以上、また
は、ｙ＝１４原子％以上かつｔ＝３原子％以上の条件で
は組織のほぼ全てが非晶質相となり、それ以外の条件で
は非晶質相と結晶質相が混合した状態となる。従って、
（Ｃｏ_0.72Ｆｅ_0.28）_98-y-tＳｍ_yＮｂ₂Ｂ_tなる組成の
急冷薄帯の場合においては、合金溶湯を急冷して非晶質
相を主相とする急冷薄帯を得るには、合金中のＳｍの濃
度が少なくとも１０原子％以上であれば良いことがわか
る。これにより、Ｍ＝Ｎｂの場合、Ｓｍの濃度が１０原
子％以上であれば熱処理後に均一かつ微細な結晶質相を
析出させることが可能となる。更に、保磁力（ｉＨｃ）
については、どの薄帯についても６４〜７４ Ｏｅ程度
であり、熱処理を施していない急冷薄帯は、保磁力（ｉ
Ｈｃ）が小さいことがわかる。なお、この実験例１にお
いては、薄帯状の試料のデータを示したが、スパッタリ
ングにより成膜して薄膜とした場合であっても、同様な
データが得られる。

【００６３】（実験例２）実験例１と同様にして、（Ｃ
ｏ_0.72Ｆｅ_0.28）₇₇Ｓｍ₁₂Ｚｒ₂Ｂ₉、（Ｃｏ_0.72Ｆｅ
_0.28）₇₉Ｓｍ₁₂Ｚｒ₂Ｂ₇、（Ｃｏ_0.72Ｆｅ_0.28）₈₁Ｓｍ
₁₂Ｚｒ₂Ｂ₅、（Ｃｏ _0.72Ｆｅ_0.28）₈₁Ｓｍ₁₂Ｎｂ₂Ｂ₅、
（Ｃｏ_0.72Ｆｅ_0.28）₇₉Ｓｍ₁₂Ｎｂ₂Ｂ₇、（Ｃｏ_0.72Ｆ
ｅ_0.28）₇₇Ｓｍ₁₂Ｎｂ₂Ｂ₉、（Ｃｏ_0.72Ｆｅ_0.28）₈₁Ｓ
ｍ₁₀Ｎｂ₂Ｂ₇、（Ｃｏ_0.72Ｆｅ_0.28）₇₉Ｓｍ₁₀Ｎｂ₂Ｂ₉
なる組成の急冷薄帯を得た。次に、得られた急冷薄帯に
ついて、５×１０^-5Ｐａ以下の赤外線イメージ炉中で、
昇温速度３Ｋ／分で８７３Ｋ（６００℃）〜１１７３Ｋ
（９００℃）まで昇温し、約３分間保持する条件で熱処
理することにより、微細な結晶質相を析出させた薄帯試
料を得た。次に、得られた薄帯試料について、透過型電
子顕微鏡（ＴＥＭ）により、微細な結晶質相の平均粒径
を測定した。結果を表１に示す。

【００６４】表１から明らかなように、熱処理温度が６
００℃以上の薄帯試料では、結晶粒の平均粒径が約５０
μｍとなり、微細な結晶質相が析出していることがわか
る。なお、この実験例２においては、薄帯状の試料のデ
ータを示したが、スパッタリングにより成膜して薄膜と
した場合であっても、同様なデータが得られる。

【００６５】

【表１】

【００６６】（実験例３）実験例１と同様にして（Ｃｏ
_1-fＦｅ_f）_86-yＳｍ₁₂Ｎｂ₂Ｂ_y、（Ｃｏ_0.72Ｆｅ _0.28）
_88-x-yＳｍ₁₂Ｎｂ_xＢ_y、（Ｃｏ_0.72Ｆｅ_0.28）_98-x-yＳ
ｍ_yＮｂ₂Ｂ_x、（Ｃｏ_0.72Ｆｅ_0.28）_98-x-yＳｍ_yＺｒ₂
Ｂ_xなる組成の急冷薄帯を得た。次に得られた各急冷薄
帯合金について昇温速度３Ｋ／分、熱処理温度６５０〜
８５０℃、保持時間３分の条件で熱処理を行い薄帯試料
を得た。次に得られた試料について、Ｆｅ、Ｎｂ、Ｂ、
Ｓｍの濃度を種々変更して保磁力（ｉＨｃ）、残留磁化
（Ｉｒ）、１．５Ｔの印加磁化における磁化（Ｉ_1.5）
を測定し、これら元素の濃度に対する各磁気特性の依存
性を測定した。得られた結果を図４〜図８に示す。

【００６７】図４は、（Ｃｏ_1-fＦｅ_f）_86-yＳｍ₁₂Ｎｂ
₂Ｂ_yなる組成（ｙ＝５、７原子％）の薄帯試料につい
て、Ｆｅの濃度（ｆ）に対する各磁気特性の依存性を示
す。図４より明らかなように、保磁力（ｉＨｃ）に関し
ては、Ｂ濃度（ｙ）が５原子％の試料よりも７原子％の
試料の方が高く、残留磁化（Ｉｒ）と磁化（Ｉ_1.5）は
Ｆｅ濃度（ｆ）が多くなると上昇する傾向がある。従っ
て、１００ｅｍｕ／ｇ以上の高い残留磁化（Ｉｒ）と８
０ｅｍｕ／ｇ以上の高い磁化（Ｉ_1.5）を保持したま
ま、１０００ Ｏｅ以上の保磁力（ｉＨｃ）を得るため
には、Ｆｅ濃度（ｆ）は少なくとも０．５以下とすると
良いことがわかる。

【００６８】図５は、（Ｃｏ_0.72Ｆｅ_0.28）_88-x-yＳｍ
₁₂Ｎｂ_xＢ_yなる組成（ｙ＝５、７原子％）の薄帯試料に
ついて、Ｎｂ濃度（ｘ）を０〜５原子％の範囲で変化さ
せたときの各磁気特性を示す。図５から明らかなよう
に、Ｂ濃度（ｙ）が５原子％及び７原子％の試料の両方
とも、Ｎｂ濃度（ｘ）が２〜４原子％の場合に、特に高
い保磁力（ｉＨｃ）を示していることがわかる。図５よ
り、高い残留磁化（Ｉｒ）と高い磁化（Ｉ_1.5）を保持
しつつ、１０００ Ｏｅ以上の保磁力（ｉＨｃ）を得る
ためには、Ｎｂの濃度を０〜４原子％とすると良いこと
がわかる。

【００６９】図６は、（Ｃｏ_0.72Ｆｅ_0.28）_98-x-yＳｍ
_yＮｂ₂Ｂ_xなる組成（ｙ＝８、１０、１２原子％）の薄
帯試料について、Ｂ濃度（ｘ）を０．５〜１１原子％の
範囲で変化させたときの各磁気特性を示す。図６から明
らかなように、Ｓｍ濃度（ｙ）が１２原子％の試料で
は、Ｂ濃度（ｘ）を０．５〜１０原子％とすることによ
り、高い残留磁化（Ｉｒ）と高い磁化（Ｉ_1.5）を保持
しつつ、１０００Ｏｅよりも高い保磁力（ｉＨｃ）が得
られている。特に、Ｂ濃度（ｘ）を９原子％以下若しく
は２原子％以上とすることにより、より大きな保磁力が
得られることがわかる。

【００７０】図７は、（Ｃｏ_0.72Ｆｅ_0.28）_98-x-yＳｍ
_yＺｒ₂Ｂ_xなる組成（ｙ＝８、１０、１２、１４原子
％）の試料のＢ濃度（ｘ）を０．５〜１１原子％変化さ
せたときの各磁気特性を示す。図７から明かなように、
Ｂ濃度（ｘ）が１０原子％以下の試料において、高い残
留磁化（Ｉｒ）と高い磁化（Ｉ_1.5）を保持しつつ、１
０００ Ｏｅ以上の（ｉＨｃ）を得ることができる。ま
た、１０００ Ｏｅの保磁力（ｉＨｃ）を確実に得るた
めには、Ｂ濃度（ｘ）を２〜１０原子％とすると良いこ
とがわかる。従って、これらの薄帯状の試料を粉砕して
得られる本発明に係る硬磁性合金粉末は、優れた硬磁気
特性を有していることがわかる。

【００７１】（実験例４）実験例１と同様にして、（Ｃ
ｏ_0.72Ｆｅ_0.28）_98-y-tＮｂ₂Ｓｍ_yＢ_t（但し、ｙ＝１
１〜１６原子％、ｔ＝３〜９原子％である）なる組成の
急冷薄帯を得た。上記急冷薄帯について、５×１０^-5Ｐ
ａ以下の赤外線イメージ炉中で、昇温速度３Ｋ／分、熱
処理温度（Ｔａ）７００℃、保持時間３分の条件で熱処
理することにより、微細な結晶質相が析出されてなる薄
帯試料を得た。これら薄帯試料の組成と、保磁力（ｉＨ
ｃ）、残留磁化（Ｉｒ）及び最大磁気エネルギー積
（（ＢＨ）_max）との関係を図８及び図９に示す。

【００７２】図８に示すように、ｙ＋ｔ＝１８原子％
（ＳｍとＢの合計量）を満たす組成の場合に、６５０ｋ
Ａ／ｍ以上の高い保磁力（ｉＨｃ）が得られていること
がわかる。このようにＢを添加することにより、比較的
低いＳｍ濃度においても高い保磁力が得られることがわ
かる。また、図９に示すように、（Ｃｏ_0.72Ｆｅ_0.28）
_98-y-tＮｂ₂Ｓｍ_xＢ_yにおいて、少なくとも１３原子％
≦ｙ≦１５原子％、かつ３原子％≦ｔ≦７原子％であれ
ば、最大磁気エネルギー積（（ＢＨ）_max）≧６０ｋＪ
／ｍ³を得ることができ、１１原子％≦ｙ≦１５原子
％、かつ３原子％≦ｔ≦５原子％であれば、最大磁気エ
ネルギー積（（ＢＨ）_max）≧７０ｋＪ／ｍ³を得ること
ができ、優れた硬磁気特性を有していることがわかる。

【００７３】（実験例５）実験例１と同様にして、（Ｃ
ｏ_0.72Ｆｅ_0.28）_83-xＳｍ₁₂Ｎｂ_xＢ₅、（Ｃｏ_{0. 72}Ｆｅ
_0.28）_81-xＳｍ₁₂Ｎｂ_xＢ₇、（Ｃｏ_0.72Ｆｅ_0.28）_80-x
Ｓｍ₁₃Ｎｂ_xＢ₇、（但し、ｘ＝０〜４原子％）なる組成
の急冷薄帯を得た。上記急冷薄帯について、５×１０^-5
Ｐａ以下の赤外線イメージ炉中で、昇温速度３Ｋ／分、
熱処理温度（Ｔａ）７００℃、保持時間３分の条件で熱
処理することにより、微細な結晶質相を析出させた薄帯
試料を得た。各薄帯試料について、Ｎｂ濃度（ｘ）と磁
気特性との関係を図１０に示す。図１０から明らかなよ
うに、Ｎｂを１〜２原子％添加することにより、硬磁気
特性が向上することがわかる。

【００７４】（実験例６）Ｃｏ、Ｆｅ、Ｓｍ、Ｚｒ、Ｎ
ｂ、Ｗ、Ｍｏ０、Ｔｉ、Ｐｒ、Ｔａ、Ｃ、Ｐ、Ｓｉ，Ａ
ｌＧａ、Ｇｅ及びＢ等を原料としてそれぞれ所定量秤量
し、減圧Ａｒ雰囲気下においてこれらの原料を高周波誘
導加熱装置またはアーク放電加熱装置で溶解して、種々
の組成のインゴットを作製し、このインゴットを所定の
形状に加工してスパッタリング用のターゲットを製造し
た。

【００７５】次に、マグネトロンスパッタ装置を用い、
水冷（１０℃）、５０℃、１００℃、２００℃の種々の
温度に設定した銅基板上に、種々の組成の合金膜を成膜
した。スパッタ時の雰囲気は、アルゴン雰囲気とし、雰
囲気の圧力は１０ｍＴｏｒｒとし、ターゲット電圧１k
Ｖとした。また、製造時膜厚を３〜６μｍになるようス
パッタ時間を調節した。

【００７６】次に、得られた合金薄膜について、５×１
０^-3Ｔｏｒｒ以下の雰囲気中、６５０〜７００℃、３分
間加熱する条件で熱処理を行い、種々の組成の硬磁性合
金薄膜を得た。得られた硬磁性合金薄膜について、１．
５Ｔの磁界を印加したときの磁化（Ｉ _1.5）、残留磁化
（Ｉｒ）及び保磁力（ｉＨｃ）をＶＳＭにより測定し
た。なお、各磁気特性の測定は、硬磁性合金薄膜の面方
向について行った。また、成膜直後の合金薄膜の組織の
状態をＸ線回折法により調査した。これらの結果を表２
及び表３に示す。

【００７７】表２及び表３から明らかなように、基板を
水冷（１０℃）した場合には、成膜後の合金薄膜の組織
が、アモルファス（非晶質）状態となっていることがわ
かる。これは、基板が比較邸低温であるため、ターゲッ
トからスパッタされた粒子が基板上にて堆積する際に急
冷されて、非晶質状態になったものと考えられる。これ
ら非晶質状態の薄膜を熱処理することにより、粒径が約
５０〜１００ｎｍの微細な結晶を析出させることができ
る。図１１には、（Ｃｏ_0.72Ｆｅ_0.28）₈₁Ｎｂ₂Ｓｍ₁₂
Ｂ₅なる組成の硬磁性合金薄膜の透過電子顕微鏡により
観察した組織構造を示す。図中符号Ａはハード磁性相で
あるＥ₂Ｄ₁₇相であり、符号Ｂはソフト磁性相であるｂ
ｃｃ−（Ｆｅ、ＣＯ）相であり、符号Ｃは非晶質相であ
る。図１１から明らかなように、本発明の硬磁性合金薄
膜は、ハード磁性相とソフト磁性相の混相状態が形成さ
れていると共に、ハード磁性相及びソフト磁性相を含む
結晶質相と、非晶質相からなるナノ複相組織が形成され
ていることがわかる。また、表２及び表３より、各種の
磁気特性についても、比較的良好な結果が得られてお
り、特に保磁力（ｉＨｃ）が最大のもので７００ｋＡ／
ｍのものが得られており、優れた硬磁気特性を有してい
ることがわかる。

【００７８】

【表２】

【００７９】

【表３】

【００８０】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
硬磁性合金薄膜は、Ｃｏを主成分とし、元素Ｑと、Ｓｍ
とを含み、かつ微細な結晶質相と非晶質相からなるもの
であり、微細な結晶質相と非晶質相とからなるナノ複相
組織が形成されているので、小型で強力な硬磁性を有す
る永久磁石とすることができる。

【００８１】また、上述の組成に、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔａ、
Ｈｆ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｖのうちの１種または２種以上
の元素Ｍと、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐ
ｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙ
ｂ、Ｌｕのうちの１種または２種以上の元素Ｒと、Ａ
ｌ、Ｇｅ、Ｇａ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕのうちの１種または
２種以上の元素Ｘとのうちの少なくとも１種以上の元素
を含んだ硬磁性合金薄膜は、非晶質相の形成能を更に高
めることができるので、より優れた硬磁気特性を発揮で
きる。

【００８２】また本発明の硬磁性合金薄膜は、組織の少
なくとも５０体積％以上が平均結晶粒径１００ｎｍ以
下、好ましくは平均結晶粒径５０ｎｍ以下の微細な結晶
質相であり、更に、組織中に少なくともｂｃｃ−Ｆｅ
相、ｂｃｃ−（ＦｅＣｏ）相、固溶原子を含んだＤ₂₀Ｅ
₃Ｑ相または残留する非晶質相のうちの少なくとも一相
を含むソフト磁性相と、少なくとも固溶原子を含んだＥ
₂Ｄ₁₇相を含むハード磁性相との混相状態が形成された
ものであるので、硬磁性合金薄膜の硬磁気特性を優れた
ものとすることができる。また、硬磁性合金薄膜に、ソ
フト磁性相とハード磁性相とのそれぞれのの特性を付与
することができる。

【００８３】本発明の硬磁性合金薄膜は、下記組成式で
表されるものであるので、スパッタ法、蒸着法等の手段
により薄膜を形成した場合に非晶質相を主相とする合金
薄膜が容易に得られ、また、これを熱処理したものは微
細な結晶質相を析出させることが可能となり、優れた硬
磁気特性を発揮させることができる。即ち、 （Ｃｏ_1-fＴ_f）_100-x-y-z-tＭ_xＳｍ_yＲ_zＱ_t （但し、Ｔは、Ｆｅ、Ｎｉのうちの１種または２種以上
の元素であり、Ｍは、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｍｏ、
Ｗ、Ｔｉ、Ｖのうちの１種または２種以上の元素であ
り、ＲはＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅ
ｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ
のうちの１種または２種以上の元素であり、Ｑは、Ｐ、
Ｃ、Ｓｉ、Ｂのうちの１種または２種以上の元素であ
り、０≦ｆ＜０．５、０原子％≦ｘ≦４原子％、８原子
％≦ｙ≦１６原子％、０原子％≦ｚ≦５原子％、０．５
原子％≦ｔ≦１０原子％、０原子％≦ｕ≦５原子％、８
原子％≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦１６原子％である）または、 （Ｃｏ_1-fＴ_f）_{100-x-y-z-t-u}Ｍ_xＳｍ_yＲ_zＱ_tＸ_u （但し、Ｔは、Ｆｅ、Ｎｉのうちの１種または２種以上
の元素であり、Ｍは、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｍｏ、
Ｗ、Ｔｉ、Ｖのうちの１種または２種以上の元素であ
り、ＲはＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅ
ｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ
のうちの１種または２種以上の元素であり、Ｑは、Ｐ、
Ｃ、Ｓｉ、Ｂのうちの１種または２種以上の元素であ
り、Ｘは、Ａｌ、Ｇｅ、Ｇａ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕのうち
の１種または２種以上の元素であり、０≦ｆ＜０．５、
０原子％≦ｘ≦４原子％、８原子％≦ｙ≦１６原子％、
０原子％≦ｚ≦５原子％、０．５原子％≦ｔ≦１０原子
％、０原子％≦ｕ≦５原子％、８原子％≦ｘ＋ｙ＋ｘ≦
１６原子％である）

【００８４】また、上述の組成式において、組成比を示
すｆが、０．２≦ｆ＜０．５の範囲とした場合には、よ
り優れた硬磁気特性を発揮できる。更に、本発明の硬磁
性合金薄膜に、Ｎｂを必ず添加した場合には、硬磁性合
金薄膜の保磁力（ｉＨｃ）を大きくすることができ、薄
膜とした場合でも優れた硬磁気特性を発揮できる。

【００８５】また、本発明の硬磁性合金薄膜は、薄膜の
形成条件を任意に設定することにより非晶質相を主相と
する合金薄膜か、あるいは結晶質相を主相とし残部が非
晶質相である合金薄膜のいずれかをを得ることができ、
またこれらを熱処理することで組織中に微細な結晶質相
を析出させることができるので、微細な結晶質相と残留
する非晶質相とからなるナノ複相組織を容易に形成する
ことができ、硬磁性合金薄膜の硬磁気特性を優れたもの
とすることができる。

【００８６】本発明の硬磁性合金薄膜は、優れた硬磁気
特性を有するので、磁気式センサ、発電機、モータ、ア
クチュエータ、ロータリーエンコーダ、スピーカ等に好
適に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態である磁気式センサの要部
を説明する図である。

【図２】 （Ｃｏ_0.72Ｆｅ_0.28）_98-y-tＳｍ_yＺｒ₂Ｂ_t
（但し、ｙ＝６、８、１０、１２、１４、１６、ｔ＝
３、５、７、９、１１）なる組成の急冷薄帯の組織の状
態及び保磁力（ｉＨｃ）を示す図である。

【図３】 （Ｃｏ_0.72Ｆｅ_0.28）_98-y-tＳｍ_yＮｂ₂Ｂ_t
（但し、ｙ＝８、１０、１２、１４、１６、ｔ＝３、
５、７、９）なる組成の急冷薄帯の組織の状態及び保磁
力（ｉＨｃ）を示す図である。

【図４】 （Ｃｏ_1-fＦｅ_f）_86-yＳｍ₁₂Ｎｂ₂Ｂ_y（ｙ＝
５、７）なる組成の薄帯試料の磁化（Ｉ_1.5）、残留磁
化（Ｉｒ）、保磁力（ｉＨｃ）のＦｅ濃度（ｆ）の依存
性を示す図である。

【図５】 （Ｃｏ_0.72Ｆｅ_0.28）_88-x-yＳｍ₁₂Ｎｂ_xＢ_y
（ｙ＝５、７）なる組成の薄帯試料の磁化（Ｉ_1.5）、
残留磁化（Ｉｒ）、保磁力（ｉＨｃ）のＮｂ濃度（ｘ）
の依存性を示す図である。

【図６】 （Ｃｏ_0.72Ｆｅ_0.28）_98-x-yＳｍ_yＮｂ₂Ｂ_x
（ｙ＝８、１０、１２）なる組成の薄帯試料の磁化（Ｉ
_1.5）、残留磁化（Ｉｒ）、保磁力（ｉＨｃ）のＢ濃度
（ｘ）の依存性を示す図である。

【図７】 （Ｃｏ_0.72Ｆｅ_0.28）_98-x-yＳｍ_yＮｂ₂Ｂ_x
（ｙ＝８、１０、１２、１４）なる組成の薄帯試料の磁
化（Ｉ_1.5）、残留磁化（Ｉｒ）、保磁力（ｉＨｃ）の
Ｂ濃度（ｘ）の依存性を示す図である。

【図８】 （Ｃｏ_0.72Ｆｅ_0.28）_98-y-tＮｂ₂Ｓｍ_yＢ_t
（但し、ｙ＝１１〜１６原子％、ｔ＝３〜９原子％）な
る組成の薄帯試料の保磁力（ｉＨｃ）及び残留磁化（Ｉ
ｒ）を示す図である。

【図９】 （Ｃｏ_0.72Ｆｅ_0.28）_98-y-tＮｂ₂Ｓｍ_yＢ_t
（但し、ｙ＝１１〜１６原子％、ｔ＝３〜９原子％）な
る組成の薄帯試料の最大磁気エネルギー積（（ＢＨ）
_max）を示す図である。

【図１０】 （Ｃｏ_0.72Ｆｅ_0.28）_83-xＳｍ₁₂Ｎｂ
_xＢ₅、（Ｃｏ_0.72Ｆｅ_{0. 28}）_81-xＳｍ₁₂Ｎｂ_xＢ₇及び
（Ｃｏ_0.72Ｆｅ_0.28）_80-xＳｍ₁₃Ｎｂ_xＢ₇なる組成の薄
帯試料の残留磁化（Ｉｒ）、角形比（Ｉｒ／Ｉ_1.5）及
び保磁力（ｉＨｃ）のＮｂ濃度依存性を示す図である。

【図１１】 （Ｃｏ_0.72Ｆｅ_0.28）₈₁Ｎｂ₂Ｓｍ₁₂Ｂ₅な
る組成の硬磁性合金薄膜の透過型電子顕微鏡により観察
した結晶組織の拡大模式図である。

【符号の説明】

１ 磁気式センサ ２ 基板 ３ 磁石（硬磁性合金薄膜） ４ 磁気検出素子

フロントページの続き (72)発明者 畑内 隆史 東京都大田区雪谷大塚町１番７号 アルプ ス電気株式会社内 Ｆターム(参考） 2G017 AD55 AD63 AD65 5E049 AA04 AA09 AC01 BA01 BA11 BA16 EB06 5H622 AA03 DD02 QA05 QA06 QA08

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｃｏを主成分とし、Ｐ、Ｃ、Ｓｉ、Ｂの
   うちの１種または２種以上の元素ＱとＳｍとを含み、非
   晶質相と平均結晶粒径１００ｎｍ以下の微細な結晶質相
   とからなることを特徴とする硬磁性合金薄膜。
2. 【請求項２】 Ｃｏを主成分とし、 Ｐ、Ｃ、Ｓｉ、Ｂのうちの１種または２種以上の元素Ｑ
   と、 Ｓｍと、 Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｖのうちの
   １種または２種以上の元素Ｍを含み、 非晶質相と平均結晶粒径１００ｎｍ以下の微細な結晶質
   相とからなることを特徴とする硬磁性合金薄膜。
3. 【請求項３】 Ｃｏを主成分とし、 Ｐ、Ｃ、Ｓｉ、Ｂのうちの１種または２種以上の元素Ｑ
   と、 Ｓｍとを必ず含み、 Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｖのうちの
   １種または２種以上の元素Ｍと、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃ
   ｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈ
   ｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕのうちの１種または２種以
   上の元素Ｒと、Ａｌ、Ｇｅ、Ｇａ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕの
   うちの１種または２種以上の元素Ｘのうちの少なくとも
   １種以上の元素を含み、 非晶質相と平均結晶粒径１００ｎｍ以下の微細な結晶質
   相とからなることを特徴とする硬磁性合金薄膜。
4. 【請求項４】 平均粒径１００ｎｍ以下の微細な結晶質
   相の単相からなることを特徴とする請求項１〜請求項３
   のいずれかに記載の硬磁性合金薄膜。
5. 【請求項５】 組織中に平均結晶粒径１００ｎｍ以下の
   微細な結晶質相を少なくとも５０体積％以上含み、残部
   が非晶質相であることを特徴とする請求項１〜請求項３
   のいずれかに請求項１〜請求項３のいずれかに記載の硬
   磁性合金薄膜。
6. 【請求項６】 組織中に平均結晶粒径５０ｎｍ以下の微
   細な結晶質相を少なくとも５０体積％以上含み、残部が
   非晶質相であることを特徴とする請求項１〜請求項３の
   いずれかに記載の硬磁性合金薄膜。
7. 【請求項７】 組織中にソフト磁性相とハード磁性相と
   の混相状態が形成されたことを特徴とする請求項１〜請
   求項６のいずれかに記載の硬磁性合金薄膜。
8. 【請求項８】 前記ソフト磁性相は、ｂｃｃ−Ｆｅ相、
   ｂｃｃ−（ＦｅＣｏ）相、固溶原子を含んだＤ₂₀Ｅ₃Ｑ
   相または残留非晶質相の少なくとも一つを含み、前記ハ
   ード磁性相は、固溶原子を含んだＥ₂Ｄ₁₇相を少なくと
   も含むことを特徴とする請求項７に記載の硬磁性合金薄
   膜。ただし、Ｄは、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉのうちの少なくと
   も１種または２種以上の元素であり、Ｅは、Ｓｍ、Ｓ
   ｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、
   Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕのうちの１
   種または２種以上の元素であり、Ｑは、Ｐ、Ｃ、Ｓｉ、
   Ｂのうちの１種または２種以上の元素である。
9. 【請求項９】 磁気異方性が付与されたことを特徴とす
   る請求項１〜請求項８のいずれかに記載の硬磁性合金薄
   膜。
10. 【請求項１０】 等方性の磁気特性が付与されたことを
    特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の硬磁
    性合金薄膜。
11. 【請求項１１】 下記組成式で表されることを特徴とす
    る請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の硬磁性合金
    薄膜。 （Ｃｏ_1-fＴ_f）_100-x-y-z-tＭ_xＳｍ_yＲ_zＱ_t 但し、Ｔは、Ｆｅ、Ｎｉのうちのいずれか一方若しくは
    両方であり、Ｍは、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｍｏ、
    Ｗ、Ｔｉ、Ｖのうちの１種または２種以上の元素であ
    り、ＲはＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅ
    ｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ
    のうちの１種または２種以上の元素であり、Ｑは、Ｐ、
    Ｃ、Ｓｉ、Ｂのうちの１種または２種以上の元素であ
    り、 ０≦ｆ＜０．５、０原子％≦ｘ≦４原子％、８原子％≦
    ｙ≦１６原子％、０原子％≦ｚ≦５原子％、０．５原子
    ％≦ｔ≦１０原子％、８原子％≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦１６原子
    ％である。
12. 【請求項１２】 下記組成式で表されることを特徴とす
    る請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の硬磁性合金
    薄膜。 （Ｃｏ_1-fＴ_f）_{100-x-y-z-t-u}Ｍ_xＳｍ_yＲ_zＱ_tＸ_u 但し、Ｔは、Ｆｅ、Ｎｉのうちのいずれか一方若しくは
    両方であり、Ｍは、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｍｏ、
    Ｗ、Ｔｉ、Ｖのうちの１種または２種以上の元素であ
    り、ＲはＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅ
    ｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ
    のうちの１種または２種以上の元素であり、Ｑは、Ｐ、
    Ｃ、Ｓｉ、Ｂのうちの１種または２種以上の元素であ
    り、Ｘは、Ａｌ、Ｇｅ、Ｇａ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕのうち
    の１種または２種以上の元素であり、０≦ｆ＜０．５、
    ０原子％≦ｘ≦４原子％、８原子％≦ｙ≦１６原子％、
    ０原子％≦ｚ≦５原子％、０．５原子％≦ｔ≦１０原子
    ％、０原子％≦ｕ≦５原子％、８原子％≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦
    １６原子％である。
13. 【請求項１３】 前記組成比を示すｆが、０．２≦ｆ＜
    ０．５の範囲であることを特徴とする請求項１１または
    請求項１２に記載の硬磁性合金薄膜。
14. 【請求項１４】 Ｎｂを必ず含むことを特徴とする請求
    項１〜請求項１３のいずれかに記載の硬磁性合金薄膜。
15. 【請求項１５】 成膜直後における組織が、非晶質相の
    単相であることを特徴とする請求項１〜請求項１４のい
    ずれかに記載の硬磁性合金薄膜。
16. 【請求項１６】 成膜直後において非晶質相の単相から
    なる組織に、６００〜８００℃で熱処理が行なわれたも
    のであることを特徴とする請求項１〜請求項１５のいず
    れかに記載の硬磁性合金薄膜。
17. 【請求項１７】 成膜直後における組織が、平均結晶粒
    径１００ｎｍ以下の微細な結晶質相を主相とすることを
    特徴とする請求項１〜請求項１４のいずれかに記載の硬
    磁性合金薄膜。
18. 【請求項１８】 請求項１〜請求項１７のいずれかに記
    載の硬磁性合金薄膜からなる磁石と、前記磁石の磁気を
    検出する磁気検出素子とを備えてなることを特徴とする
    磁気式センサ。
19. 【請求項１９】 請求項１〜請求項１７のいずれかに記
    載の硬磁性合金薄膜からなる磁石と、前記磁石部材の磁
    束により電圧が誘起されて電流が流れる巻線とを備えて
    なることを特徴とする発電機。
20. 【請求項２０】 ロータとステータとを備えてなり、前
    記ロータまたは前記ステータのいずれか一方に、請求項
    １〜請求項１７のいずれかに記載の硬磁性合金薄膜が備
    えられたことを特徴とするモータ。