压电薄膜、压电薄膜元件及压电转换器制造技术

本发明专利技术的压电薄膜具备下部层和直接或间接地重叠于下部层的第一压电层。第一压电层包含钙钛矿型氧化物的四方晶1。四方晶1的(001)面在第一压电层的表面的法线方向dn上取向。四方晶1的(100)面的间隔为a1。下部层所含的晶体的(100)面的间隔为aL。第一压电层和下部层之间的晶格不匹配率被定义为100

【技术实现步骤摘要】
压电薄膜、压电薄膜元件及压电转换器


[0001]本公开涉及压电薄膜、压电薄膜元件及压电转换器。

技术介绍

[0002]压电体(piezoelectric material)根据各种目的被加工成各种各样的压电元件。例如，压电促动器通过对压电体施加电压而使压电体变形的逆压电效应，将电压转换成力。另外，压电传感器通过对压电体施加压力而使压电体变形来产生电极化的压电效应，将力转换成电压。这些压电元件被搭载于各种各样的电子设备。
[0003]在近年来的市场中，要求电子设备的小型化及性能的提高，因此，积极研究使用了压电薄膜的压电元件(压电薄膜元件)。但是，压电体越薄，越难以得到压电效应及逆压电效应，因此，期待开发出在薄膜状态下具有优异的压电性的压电体。
[0004]目前，作为压电体，大多使用作为钙钛矿(perоvskite)型铁电体的锆钛酸铅(所谓的PZT)。(参照日本特开2008
‑
192868号公报。)但是，PZT包含危害人体及环境的铅(Pb)，因此，作为PZT的替代品，期待开发出无铅(Leadr/>‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压电薄膜，其中，具备下部层和直接或间接地重叠于所述下部层的第一压电层，所述第一压电层包含钙钛矿型氧化物的四方晶1，所述四方晶1的(001)面在所述第一压电层的表面的法线方向上取向，所述四方晶1的(100)面的间隔为a1，所述下部层所含的晶体的(100)面的间隔为aL，所述第一压电层和所述下部层之间的晶格不匹配率被定义为100
×
(aL－a1)/a1，所述晶格不匹配率为3.0％以上且12.1％以下，所述四方晶1的(001)面的衍射X射线的摇摆曲线是在所述第一压电层的所述表面的面外方向上测定的，所述摇摆曲线的半峰全宽为1.9
°
以上且5.5
°
以下。2.根据权利要求1所述的压电薄膜，其中，所述aL为以上且以下。3.根据权利要求1或2所述的压电薄膜，其中，所述下部层所含的所述晶体的(001)面在所述第一压电层的所述表面的所述法线方向上取向。4.根据权利要求1～3中任一项所述的压电薄膜，其中，所述下部层所含的所述晶体为选自立方晶、四方晶、菱面体晶、假立方晶及假四方晶中的至少一种晶体。5.根据权利要求1～4中任一项所述的压电薄膜，其中，所述下部层所含的所述晶体包含钛酸钡及氮化钛中的至少一种化合物。6.根据权利要求1～5中任一项所述的压电薄膜，其中，所述下部层的厚度为10nm以上且350nm以下。7.根据权利要求1～6中任一项所述的压电薄膜，其中，所述四方晶1的(001)面的间隔为c1，c1/a1为1.050以上且1.250以下。8.根据权利要求1～7中任一项所述的压电薄膜，其中，所述四方晶1包含铋、铁、元素E
B
及氧，所述元素E
B
为选自镁、铝、锆、钛、镍及锌中的至少一种元素。9.根据权利要求1～8中任一项所述的压电薄膜，其中，所述四方晶1以下述化学式1表示，下述化学式1中的E
A
为选自Na、K及Ag中的至少一种元素，下述化学式1中的E
B
为选自Mg、Al、Zr、Ti、Ni及Zn中的至少一种元素，下述化学式1中的x1为0.10以上且0.90以下，下述化学式1中的y1为0.05以上且0.85以下，下述化学式1中的z1为0.05以上且0.85以下，x1+y1+z1为1.00，下述化学式1中的α为0.00以上且小于1.00，化学式1：
x1(Bi
1－α
E
Aα
)E
B
O3‑
y1BiFeO3‑
z1Bi(Fe
0.5
Ti
0.5
)O3。10.根据权利要求1～9中任一项所述的压电薄膜，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：森下纯平，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：