本发明专利技术的目的在于提供及时施加40kV/cm以上的施加电场，也能够进行正确的量的墨水的排出、正确的角速度的测定和基于正压电效应的发电的喷墨头、角速度传感器和压电发电元件。本发明专利技术所使用的压电体膜具备压电体层和夹着该压电体层的第一电极和第二电极，第一电极具备(001)取向，压电体层含有具备(001)取向的(1-z)(NaxBiy)TiO0.5x+1.5y+2－zBaTiO3，x是0.30以上0.46以下，y是0.51以上0.62以下，z是0.07以上0.09以下。
【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该压电体膜的喷墨头和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测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
专利文献I公开有MgO基板/Pt电极/ (Bi, Na, Ba) TiO3层的层叠体。专利文献2公开有具有Bi和Na的各种组成的(NaxBiy) Ti00.5x+L5y+2 — BaTiO30在其中，ΒΝΤ_087 由(NaxBiy) TiOtl.5x+15y+2 — BaTiO3 (x=0.29 且 y=0.43)构成。如专利文献2的图4所示，能够对BNT_087施加的施加电场的最大值是40kV/cm。现实的该最大值是lOkV/cm。其原因在于，如图11所示，当施加电场的值超过lOkV/cm时，变形量不与施加电场成比例。变形量不与施加电场成比例的压电体膜被用于喷墨头、角速度传感器和压电发电元件时，难以进行正确的量的墨水(ink,墨液)的排出、正确的角速度的测定和基于正压电效应的发电。另一方面，为了进行正确的量的墨水的排出、正确的角速度的测定和基于正压电效应的发电，要求更高的施加电场。先行技术文献 专利文献专利文献1:日本特开2006 - 165007号公报专利文献2:美国专利申请公开第2005/0109263号说明书
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供即使施加40kV/cm以上的施加电场，也能够进行正确的量的墨水的排出、正确的角速度的测定和基于正压电效应的发电的喷墨头、角速度传感器和压电发电元件。本专利技术的另一目的是提供使用上述喷墨头形成图像的方法、使用上述角速度传感器测定角速度的方法和使用上述压电发电元件进行发电的方法。本专利技术的压电体膜压电体层和在中间夹着有该压电体层的第一电极和第二电极，第一电极具备(001)取向，压电体层由具备(001)取向的(1-Z) (NaxBiy)TiO0.5x+L5y+2 —ZBaTiO3构成，其中，X是0.30以上0.46以下，y是0.51以上0.62以下，z是0.07以上0.09以下。附图说明图1A是示意性地表示本专利技术的压电体膜的一个例子的截面图。图1B是示意性地表示本专利技术的压电体膜的另一个例子的截面图。图1C是示意性地表示本专利技术的压电体膜的又一个例子的截面图。图2是示意性地表示本专利技术的喷墨头的一个例子的图，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、包括压力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、包括压力室部件和致动器部的主要部分的一个例子的截面图。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是表示作为实施例1 8和比较例I 8制作的压电体膜的X射线衍射线形。图10是表示作为实施例1制作的压电体膜的P-E磁滞曲线的图。图1lA是一般的压 电体材料的电场一变形量的图。图1lB是图1lA的局部放大图。图12是作为实施例1 3和比较例2、3制作的压电体膜的电场一变形量的测定结果的图。图13是作为实施例1、4、5和比较例4、5制作的压电体膜的电场一变形量的测定结果的图。图14是作为实施例1、6 9和比较例6制作的压电体膜的电场一变形量的测定结果的图。具体实施例方式以下，说明本专利技术的实施方式。在以下的说明中，对同一的部件标注同一的符号，能够省略重复的说明。[压电体膜]图1A表示本专利技术的压电体膜的一个方式。图1A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(001)取向的第一电极层13、具有(001)取向的(l_z)(NaxBiy) TiO0.5x+L5y+2 — ZBaTiO3 (0.30 彡 x 彡 0.46,0.51 彡 y 彡 0.62 且 0.07 彡 z 彡 0.09)层15和第二电极17。层叠的这些层13/15/17 相互接触。该(l_z) (NaxBiy) TiO0.5x+1.5y+2 — ZBaTiO3 层 15是压电体层。该(1-z) (NaxBiy)TiO0.5x+L5y+2 — ZBaTiO3M 15具有小漏泄电流特性、高结晶性、高(001)取向性和低介电损失特性。并且，即使在施加40kV/cm以上的电场的情况下，压电体膜Ia的变形量也不与施加电场成比例。在X不到0.30的情况下，在40kV/cm以上80kV/cm以下的施加电场的范围内，变形量不与施加电场成比例。参照后述的比较例2和6。在X超过0.46的情况下，在40kV/cm以上80kV/cm以下的施加电场的范围内，变形量不与施加电场成比例。参照比较例3、7和8。在y不到0.51的情况下，在40kV/cm以上80kV/cm以下的施加电场的范围内，变形量不与施加电场成比例。参照比较例4、6、7和8。在y超过0.62的情况下，在40kV/cm以上80kV/cm以下的施加电场的范围内，变形量不与施加电场成比例。参照比较例5。更加详细来讲,压电体层由组成式(1-z) (NaxBiy) TiOa 5x+1.5y+2 — ZBaTiO3表示。z是0.07以上0.09以下。具有(001)取向的第一电极13的例子是以下的(I)或(2):(1)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。即使在其中，LaNiO3层具有由化学式ABO3表示的钙钛矿型的晶体结构。该晶体结构的晶格常数是0.384nm (准立方晶)。因此，LaNiO3层具有对(l_z) (NaxBiy) TiO0.5x+L5y+2 —ZBaTiO3层15的良好的晶格匹配性。LaNiO3层与该层的基底层的组成和晶体结构无关，具有(001)取向。例如，在由不锈钢等的金属构成的基板上也能够形成具有(001)取向的LaNiO3OLaNiO3层含有微量的杂质。该杂质典型的是置换La的稀土类元素。由P t或LaNiO3构成的第一电极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。利用溅射法形成具备具有(001)取向的Pt或LaNiO3的第一电极13。(1-z) (NaxBiy) TiO0.5x+L5y+2 — ZBaTiO3 (0.30 彡 x 彡 0.46 且 0.51 彡 y 彡 0.62)层15是压电体层。(1-z) (NaxBiy)TiO0.5x+L5y+2 — ZBaTiO3层15在表面具有(001)的面方位。表示钛酸钠铋的氧量的“0.5x+l.5y+2”能够含有误差。例如，当χ=0.41且y=0.53时，0.5X0.41+1.5X0.53+2=3。但是，即使在钠的量为0.41且铋的量为0.53的情况下，钛酸钠铋的氧量也不限于完全与3 —致。(1-z) (NaxBiy) Ti00.5x+L5y+2 — ZBaTiO3 层本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.27 JP 2010-1903091.一种使用角速度传感器测定角速度的方法，其特征在于，包括: 准备所述角速度传感器的工序(a)， 所述角速度传感器包括:具有振动部的基板；与所述振动部接合的压电体膜；和电极组， 所述电极组具备驱动电极和传感电极， 所述压电体膜具备压电体层和夹持所述压电体层的第一电极和第二电极， 所述第一电极具备(OOl)取向， 所述压电体层由具有(001)取向的(1-Z) (NaxBiy)TiO0.5x+L5y+2 — ZBaTiO3构成，其中， X是0.30以上0.46以下，y是0.51以上0.62以下， z是0.07以上0.09以下， 所述电极组具备从所述第一电极和第二电极中选择的任一个电极； 经由从所述第一电极和第二电极选择的、另一个电极和所述驱动电极对所述压电体层施加具有40kV/cm以上80kV/cm以下的施加电场的驱动电压，使所述振动部(200b)振动的工序(b);和 经由所述另一个电极和所述传感电极，对因施加在振动中的所述振动部的角速度而在所述振动部产生的变形进行测定，由此获得所述施加的角速度的值的工序(C)。2.一种角速度传感器，其特征在于，包括: 具有振动部的基板；与所述振动部接合的压电体膜；和电极组， 所述电极组具备驱动电极和传感电极， 所述压电体膜具备压电体层和夹持所述压电体层的第一电极和第二电极， 所述第一电极具备(001)取向， 所述压电体层由具有(001)取向的(1-Z) (NaxBiy)TiO0.5x+L5y+2 — ZBaTiO3构成，其中， X是0.30以上0.46以下， y是0.51以上0.62以下， z是0.07以上0.09以下， 所述电极组具备从所述第一电极和第二电极中选择的任一个电极。3.一种使用喷墨头形成图像的方法，其特征在于，包括: 准备所述喷墨头的工序(a)， 所述喷墨头具有: 压电体膜，其具有被第一电极和第二电极夹着的压电体层； 与所述压电体膜接合的振动层；和 压力室部件，其具有收纳墨水的压力室，并且与所述振动层的与所述压电体膜接合的面相反一侧的面接合， 所述振动层与所述压电体膜接合，使得所述振动层响应基于压电效应的所述压电体膜的变形而在该振动层的膜厚方向上位移， 所述振动层和所述压力室部件相互接合，使得所述压力室的容积响应所述振动层的位移而变化，并且所述压力室内的墨水响应所述压力室的容积的变化而被排出， 所述第一电极具备(001)取向，所述压...
【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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