本发明专利技术的目的在于提供含有非铅强介电材料、具有低介电损失和与PZT相同的高压电性能的压电体膜及其制造方法。本发明专利技术的压电体膜具备具有(111)取向的(NaxBiy)TiO0.5x+1.5y+2－BaTiO3层（0.30≤x≤0.46且0.51≤y≤0.62）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有压电体层的压电体膜。并且，本专利技术涉及具有该压电体膜的喷墨头和使用该头形成图像的方法、具有该压电体膜的角速度传感器和使用该传感器測定角速度的方法以及具有该压电体膜的压电发电元件和使用该元件的发电方法。
技术介绍
锆钛酸铅(PZT =Pb(ZrxTih)O3J <x< I)是能够蓄积大的电荷的代表性的强介电材料。PZT被使用于电容器和薄膜存储器。PZT具有基于强介电性的焦电性和压电性。PZT具有高压电性能。通过组成的调整或者元素的添加，能够容易地控制PZT的机械品质系数 Qm。这能够将PZT应用于传感器、致动器、超声波电机、滤波电路和起振器。但是，PZT含有大量的铅。近年来，由于来自废弃物的铅的溶出，可能对生态系统和环境造成严重的损害。因此，在国际上也开始限制铅的使用。所以要求与PZT不同的不含铅的强介电材料(非铅强介电材料)。现在正在开发的非铅(Iead-free)强介电材料的一个例子是由铋(Bi)、钠(Na)、钡(Ba)和钛(Ti)构成的钙钛矿型复合氧化物((Bia5Naa5) ^Bay) TiO3。专利文献I和非专利文献I公开有，钡量y ( = )为5 10%的准同型相界(MorphotropicPhase Boundary、MPB)附近组成的情况下,该强介电材料具有大致125pC/N的压电常数d33,具有高压电性能。其中，该强介电体材料的压电性能比PZT的压电性能低。专利文献2、非专利文献2和非专利文献3公开有在特定的方向上取向的(Bi, Na, Ba)TiO3 层的制作。从专利文献3和专利文献4看到的本专利技术的创造性在后文述说。先行技术文献专利文献专利文献I :日本特公平4 一 60073号公报专利文献2 :日本特开2007-266346号公报专利文献3 :日本特开2001-261435号公报专利文献4 :米国专利申请公开第2005/0109263号说明书(特别參照第15页的Tablel 的 BNT — 087)专利文献5 :国际公开第2010/047049号专利文献6 :美国专利申请第7870787号说明书专利文献7 :中国专利申请公开第101981718号说明书非专利文献非专利文献I :T. Takenaka et al. , Japanese Journal of Applied Physics,Vol. 30，No.9B, (1991)，pp.2236-2239非专利文献2 :H. W. Cheng et al·，Applied Physics Letters, Vol. 85, (2004),pp. 2319 一 2321非专利文献3 :Z. H. Zhou et al. , Applied Physics Letters, Vol. 85, (2004),pp. 804 — 80
技术实现思路
本专利技术的目的是提供ー种含有非铅强介电材料、具有低介电损失和与PZT相同的高压电性能的非铅压电体膜及其制造方法。本专利技术的另一目的是提供具有该非铅压电体膜的喷墨头、角速度传感器和压电发电元件。本专利技术的又一目的是提供使用该喷墨头形成图像的方法、使用该角速度传感器测 定角速度的方法和使用该压电发电元件的发电方法。本专利技术的压电体膜具备具有(I 11)取向的(NaxBiy) TiO0.5x+1.5y+2 — BaTiO3层(O. 30 彡 X 彡 O. 46 且 O. 51 彡 y 彡 O. 62)。附图说明图IA是示意性地表示本专利技术的压电体膜的ー个例子的截面图。图IB是示意性地表示本专利技术的压电体膜的另ー个例子的截面图。图IC是示意性地表示本专利技术的压电体膜的又ー个例子的截面图。图2是示意性地表示本专利技术的喷墨头的ー个例子的图，是部分表示该喷墨头的截面的立体图。图3是表示图2所示的喷墨头中的、包括压カ室部件和致动器部的主要部分的截面的分解立体图。图4是示意性地表示图2所示的喷墨头中的、包括压カ室部件和致动器部的主要部分的ー个例子的截面图。图5是示意性地表示本专利技术的角速度传感器的一个例子的立体图。图6是表示图5所示的角速度传感器中的截面El的截面图。图7是示意性地表示本专利技术的压电发电元件的一个例子的立体图。图8是表示图7所示的压电发电元件中的截面Fl的截面图。图9是表示实施例I 8和比较例I 8的压电体膜的X射线衍射线形。图10是表示实施例I和比较例I的压电体膜的P-E磁滞曲线的图。图IlA是表示专利文献6所公开的图2的图。图IlB是表示专利文献6所公开的图2的图。具体实施例方式以下，说明本专利技术的实施方式。以下的说明对于同样的部件使用同样的符号。因此，省略重复的说明。图IA表示本专利技术的压电体膜的ー个方式。图IA所示的压电体膜Ia具有层叠结构16a。层叠结构16a依次具备具有(111)取向的第一电极13和具有(111)取向的(NaxBiy)Ti00.5x+i.5y+2 - BaTiO3 (0. 30 彡 x 彡 0· 46 且 0· 51 彡 y 彡 0· 62)层 15。层叠的这些层 13、15相互接触。该(NaxBiy)TiOa5x+1.5y+2 — BaTiO3 层 I5 为压电体层。该(NaxBiy)TiOtl.5x+1.5y+2 —BaTiO3层15具有小的漏泄电流并具有高结晶性和高(111)取向性。因此，压电体膜Ia尽管不含铅，具有低介电损失和与PZT相同的高压电性能。具有(111)取向的第一电极13的例为以下的(I)或(2)。(I)钼(Pt)、钯(Pd)、金(Au)之类的金属层，或者(2)氧化镍(NiO)、氧化钌(Ru02)、氧化铱(Ir02)、钌酸锶(SrRuO3)和镍酸镧(LaNiO3)之类的氧化物导电体层。另外，2层以上的这些层也能够使用。 第一电极13典型的是能够通过溅射法形成。第一电极13也能够通过脉冲激光沉积法(PLD)，化学气相沉积法(CVD)、溶胶-凝胶法和气溶胶沉积法(AD法)那样的薄膜形成方法形成。根据制造压电体膜的本专利技术的方法，利用溅射法形成有具有(111)取向的第一电极13。在第一电极13的上方，利用溅射法形成有(NaxBiy) TiOa 5x+1.5y+2 — BaTiO3层15。具有(111)取向的层15，由(NaxBiy)TiOtl.5x+1.5y+2 — BaTiO3 (O. 30 彡 x 彡 O. 46 且O. 51 彡 y 彡 O. 62)构成。(NaxBiy) TiOa5x+1.5y+2 — BaTiO3 层 15 在表面具有(111)的面方位。表示钛酸钠铋的氧量的“O. 5x+l. 5y+2”能够含有误差。例如，当χ=0· 41且y=0. 53时，O. 5X0. 41+1. 5X0. 53+2=3。但是，即使在钠的量为O. 41且铋的量为O. 53的情况下，钛酸钠铋的氧量也不限于完全与3 —致。(NaxBiy) TiO0.5x+L5y+2 — BaTiO3层15的厚度不作限定。该厚度例如为O. 5 μ m以上、IOym 以下。即使(NaxBiy) TiOtl.5x+1.5y+2 — BaTiO3 层 1δ 薄，该(NaxBiy) TiOtl.5x+1.5y+2 — BaTiO3层15也具有低介电损失和高压电性能。为了形成具有本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：张替贵圣，田中良明，足立秀明，藤井映志，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：
国别省市：
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