JP2002145622A

Titanium dioxide-cobalt magnetic film and its production method

Abstract

[Task] Provided are a photocatalyst having high catalytic ability, a semiconductor material having optical, electrical, and magnetic functions, and a titanium dioxide / cobalt magnetic film useful as a transparent magnet.

Solution.Chemical formula: Ti1-x Cox O2 (However, it is a titanium dioxide-cobalt magnetic film represented by 0 <x 0.3), in which Co is substituted at the Ti lattice position, and which is epitaxially grown on a single crystal substrate.

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15 claims: 2 independent, 13 dependent

  1. 1
    【特許請求の範囲】 【請求項1】 化学式:Ti 1-x Co x O 2 ;0<x≦0.3、で表され、Ti格子位置にCoが置換した、かつ、単結晶基板上にエピタキシャル成長した二酸化チタン・コバルト磁性膜。
  2. 2
    【請求項2】 結晶構造がアナターゼ構造であることを特徴とする、請求項1に記載の二酸化チタン・コバルト磁性膜。
  3. 3
    【請求項3】 結晶構造がルチル構造であることを特徴とする、請求項1に記載の二酸化チタン・コバルト磁性膜。
  4. 4
    【請求項4】 バンドギャップエネルギーが、前記Ti格子位置に置換する前記Co濃度に応じて、3.13eV~3.33eVの範囲で変化することを特徴とする、請求項1または2に記載の二酸化チタン・コバルト磁性膜。
  5. 5
    【請求項5】 室温以上の温度でも磁化を保持し、かつ、可視光で透明であることを特徴とする、請求項1~3のいずれかに記載の二酸化チタン・コバルト磁性膜。
  6. 6
    【請求項6】 前記単結晶基板が、LaAlO 3 (001)基板であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の二酸化チタン・コバルト磁性膜。
  7. 7
    【請求項7】 前記単結晶基板が、Al 2 O 3 基板であることを特徴とする、請求項1又は3に記載の二酸化チタン・コバルト磁性膜。
  8. 8
    【請求項8】 前記単結晶基板が、ルチル結晶構造を有するTiO 2 基板であることを特徴とする請求項1又は3に記載の二酸化チタン・コバルト磁性膜。
  9. 9
    【請求項9】 所定の酸素圧雰囲気の真空槽内で、所定の混合比で混合したTiO 2 とCoから成るターゲットに、所定のレーザー光を所定の照射条件で照射して、上記TiO 2 とCoを蒸発させ、所定の基板温度に加熱した単結晶基板に成膜することを特徴とする、二酸化チタン・コバルト磁性膜の製造方法。
  10. 10
    【請求項10】 前記所定の酸素圧は10 -5 ~10 -6 Torrであり、前記所定の基板温度は500~700°Cであり、前記所定のレーザー光はKrFエキシマレーザー光(248nm)であり、前記所定の照射条件は、上記レーザー光のパルスパワー密度が1~2ジュール/cm 2 、及びこのレーザーパルスの照射速度が1~10Hzであることを特徴とする、請求項5に記載の二酸化チタン・コバルト磁性膜の製造方法。
  11. 11
    【請求項11】 前記所定の混合比で混合したTiO 2 とCoから成るターゲットと、TiO 2 のみから成るターゲットに、前記所定のレーザー光パルスを所定のCo濃度に対応した上記パルス数比で交互に照射し、上記所定のCo濃度の二酸化チタン・コバルト磁性膜を成膜することを特徴とする、請求項10に記載の二酸化チタン・コバルト磁性膜の製造方法。
  12. 12
    【請求項12】 請求項10に記載の二酸化チタン・コバルト磁性膜の製造方法で製造した二酸化チタン・コバルト磁性膜。
  13. 13
    【請求項13】 請求項1~3、及び請求項12のいずれかに記載の二酸化チタン・コバルト磁性膜を用いた光触媒。
  14. 14
    【請求項14】 請求項1~3、及び請求項12のいずれかに記載の二酸化チタン・コバルト磁性膜を用いた、磁気機能を有する半導体材料。
  15. 15
    【請求項15】 請求項1~3、及び請求項12のいずれかに記載の二酸化チタン・コバルト磁性膜を用いた透明磁石。
Independent claims15