CN102165618A - 压电体薄膜及其制造方法、喷墨头、用喷墨头形成图像的方法、角速度传感器、用角速度传感器测定角速度的方法、压电发电元件和用压电发电元件发电的方法 - Google Patents

压电体薄膜及其制造方法、喷墨头、用喷墨头形成图像的方法、角速度传感器、用角速度传感器测定角速度的方法、压电发电元件和用压电发电元件发电的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供含有无铅铁电材料的、表现出与锆钛酸铅(PZT)相同等级的高压电性能的压电体薄膜及其制造方法。本发明的压电体薄膜具备：具有(001)取向的LaNiO3膜、具有(001)取向的NaNbO3膜和具有(001)取向的(Bi，Na，Ba)TiO3膜，上述LaNiO3膜、上述NaNbO3膜和上述(Bi，Na，Ba)TiO3膜依此顺序层叠。

Description

压电体薄膜及其制造方法、喷墨头、用喷墨头形成图像的方法、角速度传感器、用角速度传感器测定角速度的方法、压电发电元件和用压电发电元件发电的方法
技术领域
本发明涉及具有压电体层的压电体薄膜及其制造方法。本发明还进一步涉及具有该压电体薄膜的喷墨头和用该喷墨头形成图像的方法，具有该压电体薄膜的角速度传感器和用该传感器测定角速度的方法，以及具有该压电体薄膜的压电发电元件和用该元件发电的方法。
背景技术
锆钛酸铅(PZT：Pb(ZrxTi1-x)O3，0＜x＜1)，是能够蓄积大量电荷的代表性的铁电材料。PZT被用在电容器和薄膜存储器中。PZT具有基于铁电性的热电性和压电性。PZT具有高压电性能。通过调整组成或增加元素，能够容易地控制PZT的机械品质因数Qm。这些使得PZT能够应用在传感器、致动器、超声波电动机、滤波电路和振荡器中。
但是，PZT含有大量的铅。近年来，从废弃物中析出(leach)的铅对生态系统和环境的严重的危害令人担忧。因此，国际上也正在对铅的使用进行限制。因此，期望有与PZT不同的不含铅的铁电材料(无铅铁电材料)。
作为当前正在进行开发的无铅(lead-free)铁电材料的一例，存在由铋(Bi)、钠(Na)、钡(Ba)和钛(Ti)构成的钙钛矿型复合氧化物[(Bi0.5Na0.5)1-yBay]TiO3。专利文献1和非专利文献1公开了：当钡含量y(＝[Ba/(Bi+Na+Ba)])为5～10％时，该铁电材料具有约125pC/N的压电常数d33，具有高压电性能。但是，该铁电材料的压电性能还是比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，公开了在特定方向取向的(Bi，Na，Ba)TiO3膜的制备。通过取向使(Bi，Na，Ba)TiO3膜的极化轴一致，由此能够期待该膜所具有的剩余极化和压电性能等铁电特性的提高。
但是，与(Bi，Na，Ba)TiO3块体(bulk)不同，(Bi，Na，Ba)TiO3薄膜会产生漏泄电流。非专利文献1公开了厚1mm的具有约1％的介电损耗tanδ的(Bi，Na，Ba)TiO3盘。与之相对地，非专利文献3公开了kHz以下的低频区域中(Bi，Na)TiO3薄膜的介电损耗达将到20％的情况。漏泄电流较大的(Bi，Na，Ba)TiO3膜的铁电特性显著劣化。因此，需要抑制(Bi，Na，Ba)TiO3膜的漏泄电流。
专利文献3公开了在由铌酸类化合物((Na，K，Li)NbO3)构成的压电体层与基板之间夹有NaNbO3膜的压电体薄膜。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特公平4-60073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2007-019302号公报
非专利文献
非专利文献1：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.2319-2321
非专利文献3：Z.H.Zhou et al.，Applied Physics Letters，Vol.85，(2004)，pp.804-806
发明内容
发明要解决的课题
本发明的目的在于，提供含有无铅铁电材料且具有低介电损耗和与PZT相同的高压电性能的无铅压电体薄膜及其制造方法。
本发明另外的目的在于，提供具有该无铅压电体薄膜的喷墨头、角速度传感器和压电发电元件。本发明再另外的目的在于，提供用该喷墨头形成图像的方法，用该角速度传感器测定角速度的方法，和用该压电发电元件发电的方法。
用于解决课题的方法
本发明的发明人得出如下结果：
与基底层的组成和晶体结构无关地，使形成在该基底层之上的LaNiO3膜具有(001)取向；而且
在该LaNiO3膜上形成由NaNbO3构成的界面层(interface layer)，并在该界面层上形成(Bi，Na，Ba)TiO3膜作为压电体层，由此得到具有高结晶性、高(001)取向性、低介电损耗和高压电性能的(Bi，Na，Ba)TiO3膜。本发明的发明人，基于这些结果完成本发明。
本发明的压电体薄膜具备：具有(001)取向的LaNiO3膜、具有(001)取向的NaNbO3膜和具有(001)取向的(Bi，Na，Ba)TiO3膜。上述LaNiO3膜、上述NaNbO3膜和上述(Bi，Na，Ba)TiO3膜依此顺序层叠。
制造压电体薄膜的本发明的方法，包含：通过溅射法形成具有(001)取向的LaNiO3膜的工序；在上述LaNiO3膜上，通过溅射法形成具有(001)取向的NaNbO3膜的工序；和在上述NaNbO3膜上，通过溅射法形成具有(001)取向的(Bi，Na，Ba)TiO3膜，由此得到依次层叠了上述LaNiO3膜、上述NaNbO3膜和上述(Bi，Na，Ba)TiO3膜的压电体薄膜的工序。
本发明的喷墨头包括：具有被第一电极和第二电极夹着的压电体层的压电体薄膜；与上述压电体薄膜接合的振动层；和具有收纳墨的压力室，并且和上述振动层的与上述压电体薄膜接合的面的相反侧的面接合的压力室部件。上述振动层，以根据由压电效应引起的上述压电体薄膜的变形而在该振动层的膜厚方向上移位(位移)的方式，与上述压电体薄膜接合。上述振动层与上述压力室部件互相接合，以根据上述振动层的移位使上述压力室的容积变化，并且根据上述压力室的容积的变化使上述压力室内的墨喷出。上述第一电极，包括具有(001)取向的LaNiO3膜。上述压电体层，由具有(001)取向的(Bi，Na，Ba)TiO3膜构成。上述第一电极和上述压电体层之间，夹着具有(001)取向的NaNbO3膜。上述LaNiO3膜、上述NaNbO3膜、上述(Bi，Na，Ba)TiO3膜和上述第二电极依次层叠。
用喷墨头形成图像的本发明的方法，包含：准备上述喷墨头的工序；和下述的工序A。在这里，上述喷墨头包括：具有被第一电极和第二电极夹着的压电体层的压电体薄膜；与上述压电体薄膜接合的振动层；和具有收纳墨的压力室，并且和上述振动层的与上述压电体薄膜接合的面的相反侧的面接合的压力室部件。上述振动层，以根据由压电效应引起的上述压电体薄膜的变形而在该振动层的膜厚方向上移位的方式，与上述压电体薄膜接合。上述振动层与上述压力室部件互相接合，以根据上述振动层的移位使上述压力室的容积变化，并且根据上述压力室的容积的变化使上述压力室内的墨喷出。上述第一电极，包括具有(001)取向的LaNiO3膜。上述压电体层，由具有(001)取向的(Bi，Na，Ba)TiO3膜构成。上述第一电极和上述压电体层之间，夹着具有(001)取向的NaNbO3膜。上述LaNiO3膜、上述NaNbO3膜、上述(Bi，Na，Ba)TiO3膜和上述第二电极依次层叠。上述工序A是：经由上述第一电极和上述第二电极对上述压电体层施加电压，由此基于压电效应，以使上述压力室的容积变化的方式使上述振动层在该层的膜厚方向上移位，通过该移位从上述压力室喷出墨来形成图像的工序。
角速度传感器包括：具有振动部的基板；和与上述振动部接合，并且具有被第一电极和第二电极夹着的压电体层的压电体薄膜。上述第一电极，包括具有(001)取向的LaNiO3膜。上述压电体层，由具有(001)取向的(Bi，Na，Ba)TiO3膜构成。上述第一电极和上述压电体层之间，夹着具有(001)取向的NaNbO3膜。上述LaNiO3膜、上述NaNbO3膜、上述(Bi，Na，Ba)TiO3膜和上述第二电极依次层叠。从上述第一电极和上述第二电极中选择的一个电极由电极组构成，该电极组包括：用于对上述压电体层施加使上述振动部振荡的驱动电压的驱动电极，和用于测定因对振荡中的上述振动部施加的角速度而导致的上述振动部产生的变形的传感电极。
用角速度传感器测定角速度的本发明的方法，包含：准备上述角速度传感器的工序；以及下述工序B和下述工序C。在这里，上述角速度传感器包括：具有振动部的基板；和与上述振动部接合，并且具有被第一电极和第二电极夹着的压电体层的压电体薄膜。上述第一电极，包括具有(001)取向的LaNiO3膜。上述压电体层，由具有(001)取向的(Bi，Na，Ba)TiO3膜构成。上述第一电极和上述压电体层之间，夹着具有(001)取向的NaNbO3膜。上述LaNiO3膜、上述NaNbO3膜、上述(Bi，Na，Ba)TiO3膜和上述第二电极依次层叠。从上述第一电极和上述第二电极中选择的一个电极由电极组构成，该电极组包括：用于对上述压电体层施加使上述振动部振荡的驱动电压的驱动电极，和用于测定因对振荡中的上述振动部施加的角速度而导致的上述振动部产生的变形的传感电极。上述工序B是经由从上述第一电极和上述第二电极中选出的另一个电极和上述驱动电极，对上述压电体层施加驱动电压，由此使上述振动部振荡的工序。上述工序C是经由上述另一个电极和上述传感电极，测定因对振荡中的上述振动部施加的角速度而导致的上述振动部产生的变形，由此测定施加的上述角速度的值的工序。
本发明的压电发电元件包括：具有振动部的基板；和与上述振动部接合，并且具有被第一电极和第二电极夹着的压电体层的压电体薄膜。上述第一电极，包括具有(001)取向的LaNiO3膜。上述压电体层，由具有(001)取向的(Bi，Na，Ba)TiO3膜构成。上述第一电极和上述压电体层之间，夹着具有(001)取向的NaNbO3膜。上述LaNiO3膜、上述NaNbO3膜、上述(Bi，Na，Ba)TiO3膜和上述第二电极依次层叠。
用压电发电元件的本发明的发电方法，包含：准备上述压电发电元件的工序；和下述工序D。在这里，上述压电发电元件包括：具有振动部的基板；和与上述振动部接合，并且具有被第一电极和第二电极夹着的压电体层的压电体薄膜。上述第一电极，包括具有(001)取向的LaNiO3膜。上述压电体层，由具有(001)取向的(Bi，Na，Ba)TiO3膜构成。上述第一电极和上述压电体层之间，夹着具有(001)取向的NaNbO3膜。上述LaNiO3膜、上述NaNbO3膜、上述(Bi，Na，Ba)TiO3膜和上述第二电极依次层叠。上述工序D是通过对上述振动部施与振动，在上述第一电极和上述第二电极之间产生电位差的工序。
发明效果
本发明实现了表现出低介电损耗和与PZT相同的高压电性能的无铅压电体薄膜。
本发明还实现了具有该无铅压电体薄膜的喷墨头、角速度传感器和压电发电元件，以及用它们形成图像的方法、测定角速度的方法和发电的方法。本发明的喷墨头，具有优秀的喷墨特性。用该喷墨头形成图像的方法，具有高精度和表现性。本发明的角速度传感器，具有优秀的传感器灵敏度。用该角速度传感器测定角速度的方法，具有优秀的角速度测定灵敏度。本发明的压电发电元件，具有优秀的发电特性。用该压电发电元件发电的方法，具有优秀的发电效率。
附图说明
图1A是示意地表示本发明的压电体薄膜的一例的截面图。
图1B是示意地表示本发明的压电体薄膜的另一例的截面图。
图1C是示意地表示本发明的压电体薄膜的又一例的截面图。
图1D是示意地表示本发明的压电体薄膜的再另一例的截面图。
图1E是示意地表示本发明的压电体薄膜的再又一例的截面图。
图2是示意地表示本发明的喷墨头的一例的、局部地表示该喷墨头的截面的立体图。
图3是示意地表示图2所示喷墨头中包括压力室部件和致动器部的重要部位的、局部地表示该重要部位的截面的分解立体图。
图4A是示意地表示图2所示喷墨头中包括压力室部件和致动器部的重要部位的一例的截面图。
图4B是示意地表示图2所示喷墨头中包括压力室部件和致动器部的重要部位的另一例的截面图。
图5A是示意地表示图2所示喷墨头的制造方法的一例中含有压电体层的层叠体的形成工序的截面图。
图5B是示意地表示图2所示喷墨头的制造方法的一例中后来成为压力室部件的部件的形成工序的截面图。
图5C是示意地表示图2所示喷墨头的制造方法的一例中形成粘合层的工序的截面图。
图6A是示意地表示图2所示喷墨头的制造方法的一例中将通过图5A所示工序形成的层叠体与通过图5B所示工序形成部件接合的工序的截面图。
图6B是示意地表示图2所示喷墨头的制造方法的一例中图6A所示工序的下一个工序(中间层的蚀刻工序)的截面图。
图7A是示意地表示图2所示喷墨头的制造方法的一例中图6B所示工序的下一个工序(基底基板的除去工序)的截面图。
图7B是示意地表示图2所示喷墨头的制造方法的一例中图7A所示工序的下一个工序(单独电极层的形成工序)的截面图。
图8A是示意地表示图2所示喷墨头的制造方法的一例中图7B所示工序的下一个工序(压电体层的微细加工工序)的截面图。
图8B是示意地表示图2所示喷墨头的制造方法的一例中图8A所示工序的下一个工序(基板的切断工序)的截面图。
图9A是示意地表示图2所示喷墨头的制造方法的一例中墨流路部件和喷嘴板的准备工序的截面图。
图9B是示意地表示图2所示喷墨头的制造方法的一例中墨流路部件和喷嘴板的接合工序的截面图。
图9C是示意地表示图2所示喷墨头的制造方法的一例中，将致动器部和压力室部件的接合体，与墨流路部件和喷嘴板的接合体接合的工序的截面图。
图9D是示意地表示由图5A～图9C所示的工序得到的喷墨头的截面图。
图10是示意地表示在作为压力室部件的基板上，配置了作为致动器部的层叠体的一例的俯视图。
图11是示意地表示本发明的喷墨头的另一例的截面图。
图12A是用于说明图11所示喷墨头的制造方法的一例的示意截面图。
图12B是用于说明图11所示喷墨头的制造方法的一例的示意截面图。
图13A是示意地表示本发明的角速度传感器的一例的立体图。
图13B是示意地表示本发明的角速度传感器的另一例的立体图。
图14A是示意地表示图13A所示角速度传感器的截面E1的截面图。
图14B是示意地表示图13B所示角速度传感器的截面E2的截面图。
图15A是示意地表示本发明的压电发电元件的一例的立体图。
图15B是示意地表示本发明的压电发电元件的另一例的立体图。
图16A是示意地表示图15A所示压电发电元件的截面F1的截面图。
图16B是示意地表示图15B所示压电发电元件的截面F2的截面图。
图17是表示作为实施例和比较例1制备的压电体薄膜的X射线衍射线形的图。
图18是表示作为实施例和比较例1制备的压电体薄膜的P-E电滞回线的图。
图19是示意地表示作为比较例1制备的压电体薄膜的结构的截面图。
图20是示意地表示作为比较例2制备的压电体薄膜的结构的截面图。
图21是示意地表示作为比较例2制备的压电体薄膜的X射线衍射线形的图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行说明。在以下说明中，同样的部件赋予同样的标记。由此，能够省略重复的说明。
[压电体薄膜、压电体薄膜的制造方法]
图1A表示本发明的压电体薄膜的一个方式。图1A所示压电体薄膜1a具有层叠结构16a。层叠结构16a依次包括：具有(001)取向的LaNiO3膜13、具有(001)取向的NaNbO3膜14和具有(001)取向的(Bi，Na，Ba)TiO3膜15。所层叠的这些膜13～15互相连接。该(Bi，Na，Ba)TiO3膜15是压电体层。该(Bi，Na，Ba)TiO3膜15具有小漏泄电流，并且具有高结晶性和高(001)取向性。因此，压电体薄膜1a仅管不含铅，但也具有低介电损耗和与PZT相同的高压电性能。
LaNiO3膜13在表面具有(001)的面取向(plane orientation)。LaNiO3膜13具有以化学式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(赝立方晶)。因此，LaNiO3膜13相对于NaNbO3膜14和(Bi，Na，Ba)TiO3膜15具有良好的晶格匹配性。LaNiO3膜13与该膜的基底层的组成和晶体结构无关地，具有(001)取向。例如，能够在具有大为不同的晶格常数(0.543nm)的Si单晶基板上，形成具有(001)取向的LaNiO3膜13。在由不锈钢等金属构成的基板、由玻璃等非晶材料构成的基板和陶瓷基板上，也能够形成具有(001)取向的LaNiO3膜13。
LaNiO3膜13能够含有微量的杂质。该杂质典型的是置换了La的稀土类元素。
LaNiO3是氧化物导体。LaNiO3膜13能够作为对(Bi，Na，Ba)TiO3膜15施加电压的电极层起作用。
LaNiO3膜13典型地能够通过溅射法形成。LaNiO3膜13也能够通过如脉冲激光沉积法(PLD法)、化学气相沉积法(CVD法)、溶胶-凝胶法和气溶胶沉积法(AD法)等薄膜形成方法形成。
根据制造压电体薄膜的本发明的方法，通过溅射法形成具有(001)取向的LaNiO3膜13。
NaNbO3膜14在表面具有(001)的面取向。NaNbO3膜14是界面层。NaNbO3膜14被夹在LaNiO3膜13和(Bi，Na，Ba)TiO3膜15之间。为了形成具有高结晶性、高(001)取向性和小漏泄电流的(Bi，Na，Ba)TiO3膜15，NaNbO3膜14是必要的。
适于形成具有高结晶性、高取向性和小漏泄电流的压电体层的界面层的组成，难以基于压电体层和界面层所具有的晶格常数的相似性或组成的相似性来进行预测。即，无法仅仅通过设置具有与压电体层的晶格常数或组成相似的晶格常数或组成的界面层，来得到上述期望的压电体层。其原因在于，由于构成如(Bi，Na，Ba)TiO3等多元复合氧化物的各元素(除了氧)具有不同的蒸气压，所以形成由该复合氧化物构成的具有良好的结晶性和良好的取向性的薄膜，一般来说较为困难。而本发明的发明人发现，设置在NaNbO3膜14之上的(Bi，Na，Ba)TiO3膜15具有高结晶性、高取向性和小漏泄电流。
NaNbO3膜14的厚度不作限定。只要该厚度在数个单位晶格(约2nm)以上，就能够形成具有高结晶性、高(001)取向性和小漏泄电流的(Bi，Na，Ba)TiO3膜15。
NaNbO3膜14具有以化学式ABO3表示的钙钛矿型的晶体结构。A位的主成分是Na，B位的主成分是Nb。NaNbO3膜14能够含有微量的杂质。该杂质，典型地能够是置换Na的K或Li。
在LaNiO3膜13和NaNbO3膜14之间，根据需要，能够进一步夹着(001)取向膜。(001)取向膜是例如Pt膜和SrRuO3膜。
NaNbO3膜14典型地能够由溅射法形成。NaNbO3膜14只要具有(001)取向即可，能够由例如PLD法、CVD法、溶胶-凝胶法和AD法等薄膜形成方法形成。
在制造压电体薄膜的本发明的方法中，在LaNiO3膜13之上，通过溅射法形成NaNbO3膜14。
(Bi，Na，Ba)TiO3膜15是由(Bi，Na，Ba)TiO3构成的膜。(Bi，Na，Ba)TiO3膜15在表面具有(001)的面取向。
(Bi，Na，Ba)TiO3膜15的厚度不作限定。该厚度例如为0.5μm以上10μm以下。即使(Bi，Na，Ba)TiO3膜15较薄，该膜也具有低介电损耗和高压电性能。
(Bi，Na，Ba)TiO3膜15具有以化学式ABO3表示的钙钛矿型的晶体结构。A位和B位，根据配置的单个或多个元素，分别具有2价和4价的平均价数。A位是Bi、Na和Ba。B位是Ti。(Bi，Na，Ba)TiO3膜15能够含有微量的杂质。该杂质典型地能够是置换A位的Na的Li和K，以及置换Ba的Sr和Ca。该杂质，典型地能够是置换B位的Ti的Zr。其他的该杂质，能够是例如Mn、Fe、Nb和Ta。一些杂质能够提高(Bi，Na，Ba)TiO3膜15的结晶性和压电性能。
(Bi，Na，Ba)TiO3膜15典型地能够通过溅射法形成。(Bi，Na，Ba)TiO3膜15只要具有(001)取向即可，能够由例如PLD法、CVD法、溶胶-凝胶法和AD法等其他薄膜形成方法形成。
在制造压电体薄膜的本发明的方法中，在NaNbO3膜14之上，通过溅射法形成(Bi，Na，Ba)TiO3膜15。
图1B表示本发明的压电体薄膜的另一方式。图1B所示的压电体薄膜1b具有层叠结构16b。层叠结构16b对图1A所示的层叠结构16a增加了金属电极膜12。在层叠结构16b中，LaNiO3膜13形成在该金属电极膜12上。具体而言，层叠结构16b依次具有：金属电极膜12、具有(001)取向的LaNiO3膜13、具有(001)取向的NaNbO3膜14、具有(001)取向的(Bi，Na，Ba)TiO3膜15。所层叠的这些膜12～15互相连接。
金属电极膜12的材料例如是铂(Pt)、钯(Pd)、金(Au)等金属，氧化镍(NiO)、氧化钌(RuO2)、氧化铱(IrO2)、钌酸锶(SrRuO3)等氧化物导体。金属电极膜12能够由这些材料中的两种以上构成。金属电极膜12优选具有低电阻和高耐热性。因此，金属电极膜12优选是Pt膜。该Pt膜能够具有(111)取向。
即，本发明的压电体薄膜，能够进一步具有Pt膜。LaNiO3膜13能够形成在该Pt膜上。
金属电极膜12，能够与LaNiO3膜13一起作为对压电体层即(Bi，Na，Ba)TiO3膜15施加电压的电极层起作用。换而言之，该电极层是由LaNiO3膜13和金属电极膜12构成的层叠体。
图1B所示的压电体薄膜1b，能够通过在金属电极膜12上依次形成LaNiO3膜13、NaNbO3膜14和(Bi，Na，Ba)TiO3膜15来制造。
在制造压电体薄膜的本发明的方法中，能够在金属电极膜(优选Pt膜)12上形成LaNiO3膜13。通过这样的方式，能够制造出图1B所示的压电体薄膜1b。
图1C表示本发明的压电体薄膜的又一方式。图1C所示的压电体薄膜1c具有层叠结构16c。层叠结构16c对图1A所示的层叠结构16a进一步增加了导电膜17。该导电膜17形成在(Bi，Na，Ba)TiO3膜15上。具体而言，层叠结构16c依次具有：具有(001)取向的LaNiO3膜13、具有(001)取向的NaNbO3膜14、具有(001)取向的(Bi，Na，Ba)TiO3膜15和导电膜17。所层叠的这些膜13～15和17互相连接。在压电体薄膜1c中，(Bi，Na，Ba)TiO3膜15夹在NaNbO3膜14和导电膜17之间。LaNiO3膜13和导电膜17，能够作为对压电体层即(Bi，Na，Ba)TiO3膜15施加电压的电极层起作用。
导电膜17由具有导电性的材料构成。该材料例如是具有低电阻的金属。该材料能够是NiO、RuO2、IrO3、SrRuO3和LaNiO3等氧化物导体。导电膜17能够由这些材料中的两种以上构成。在导电膜17和(Bi，Na，Ba)TiO3膜15之间，能够配置提高两者的密接性的密接层。密接层的材料例如是钛(Ti)。该材料能够是铊(Ta)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铬(Cr)或它们的化合物。密接层能够由这些材料中的两种以上构成。根据导电膜17和(Bi，Na，Ba)TiO3膜15的密接性，能够省略密接层。
图1C所示的压电体薄膜1c，能够通过在LaNiO3膜13上依次形成NaNbO3膜14、(Bi，Na，Ba)TiO3膜15和导电膜17来制造。导电膜17，例如能够由溅射法、PLD法、CVD法、溶胶-凝胶法和AD法等薄膜形成方法形成。
制造压电体薄膜的本发明的方法，能够进一步包含在(Bi，Na，Ba)TiO3膜15上形成导电膜17的工序。通过这样的方式，能够制造出图1C所示的压电体薄膜1c。
图1D表示本发明的压电体薄膜的再另一方式。图1D所示的压电体薄膜1d具有层叠结构16d。层叠结构16d对图1A所示的层叠结构16a进一步增加了金属电极膜12和导电膜17。在层叠结构16d中，LaNiO3膜13形成在该金属电极膜12上。导电膜17形成在(Bi，Na，Ba)TiO3膜15上。具体而言，层叠结构16d依次具有：金属电极膜12、具有(001)取向的LaNiO3膜13、具有(001)取向的NaNbO3膜14、具有(001)取向的(Bi，Na，Ba)TiO3膜15和导电膜17。所层叠的这些膜12～15和17互相连接。
压电体薄膜1d的金属电极膜12，能够与LaNiO3膜13一起，作为对压电体层即(Bi，Na，Ba)TiO3膜15施加电压的电极层起作用。换而言之，该电极层是LaNiO3膜13和金属电极膜12的层叠体。在压电体薄膜1d中，进一步在LaNiO3膜13(或者具备LaNiO3膜13的该电极层)和导电膜17之间，夹着(Bi，Na，Ba)TiO3膜15。LaNiO3膜(或者具备LaNiO3膜的该电极层)和导电膜17，能够作为对压电体层即(Bi，Na，Ba)TiO3膜15施加电压的电极层起作用。
图1D所示的压电体薄膜1d，能够通过在金属电极膜12上依次形成LaNiO3膜13、NaNbO3膜14、(Bi，Na，Ba)TiO3膜15和导电膜17来制造。
制造压电体薄膜的本发明的方法，能够包含在金属电极膜(优选Pt膜)12上形成LaNiO3膜13的工序。进一步，能够包含在(Bi，Na，Ba)TiO3膜15上形成导电膜17的工序。通过这样的方式，能够制造出图1D所示的压电体薄膜1d。
本发明的压电体薄膜，如图1E所示，能够进一步具有基板11。LaNiO3膜13形成在该基板上。LaNiO3膜13被夹在基板11和NaNbO3膜14之间。
在图1E所示的压电体薄膜1e中，图1D所示的层叠结构16d形成在基板11上。
基板11能够是硅(Si)基板。优选Si单晶基板。
在基板11和层叠结构16d之间(更具体而言，在基板11和LaNiO3膜13之间)，能够配置提高两者的密接性的密接层。密接层需要具有导电性。密接层的材料例如是钛(Ti)。该材料能够是Ta、Fe、Co、Ni、Cr或它们的化合物。密接层能够由这些材料中的两种以上构成。根据基板11和层叠结构16d的密接性，能够省略密接层。
图1E所示的压电体薄膜1e，能够在基板11上依次形成金属电极膜(优选Pt膜)12、LaNiO3膜13、NaNbO3膜14、(Bi，Na，Ba)TiO3膜15和导电膜17来制造。
制造压电体薄膜的本发明的方法，能够包含在基板11上形成LaNiO3膜13的工序。
图1A～图1D所示的压电体薄膜1a～1d，能够使用基底基板制造。具体而言，该压电体薄膜1a～1d，能够通过在基底基板上形成层叠结构16a～16d之后将该基底基板除去来制造。该基底基板，能够通过蚀刻等公知的方法除去。
图1E所示的压电体薄膜1e，能够使用基底基板制造。在将基底基板兼做基板11的具体的另一方式中，能够在基底基板上形成层叠结构16d之后，将该基底基板除去，然后在另行准备的基板11上配置层叠结构16d，由此制造该压电体薄膜1e。
基底基板能够是下述基板：MgO等具有NaCl型结构的氧化物基板；SrTiO3、LaAlO3和NdGaO3等具有钙钛矿结构的氧化物基板；Al2O3等具有刚玉型结构的氧化物基板；MgAl2O4等具有尖晶石型结构的氧化物基板；TiO2等具有金红石型结构的氧化物基板；和(La，Sr)(Al，Ta)O3、钇稳定化氧化锆(YSZ)等具有立方晶系的晶体结构的氧化物基板。基底基板能够通过在玻璃基板、氧化铝等陶瓷基板和不锈钢等金属基板的表面上层叠具有NaCl型晶体结构的氧化物薄膜而形成。此时，能够在该氧化物薄膜的表面形成金属电极膜12或LaNiO3膜13。氧化物薄膜例如为MgO薄膜、NiO薄膜和氧化钴(CoO)薄膜。
制造压电体薄膜的本发明的方法，如上所述，能够包括在基底基板上直接或隔着金属电极膜12等其他的膜形成LaNiO3膜13的工序。基底基板能够兼做基板11。将基底基板除去后，能够配置其他基板。此时，该其他基板能够以与金属电极膜12或LaNiO3膜13连接的方式配置。该其他基板能够以与(Bi，Na，Ba)TiO3膜15连接的方式配置。根据后者，能够在该其他基板上依次层叠(Bi，Na，Ba)TiO3膜15、NaNbO3膜14和LaNiO3膜13来得到压电体薄膜。
[喷墨头]
以下，参照图2～图12B，对本发明的喷墨头进行说明。
图2表示本发明的喷墨头的一个方式。图3是表示图2所示喷墨头100中包括压力室部件和致动器(actuator)部的重要部位的分解图。
图2和图3中的标记A表示压力室部件。压力室部件A具备贯穿其厚度方向(图的上下方向)的贯穿孔101。图3所示的贯穿孔101，是被沿压力室部件A的厚度方向切断的该贯穿孔101的一部分。标记B表示具备压电体薄膜和振动层的致动器部。标记C表示具备共用液室105和墨流路107的墨流路部件C。压力室部件A、致动器B和墨流路部件C，以压力室部件A被致动器部B和墨流路部件C夹着的方式互相接合。在压力室部件A、致动器B和墨流路部件C互相接合的状态下，贯穿孔101形成收纳从共用液室105供给的墨的压力室102。
致动器部B具备的压电体薄膜和振动层，在俯视下与压力室102重合。图2和图3的标记103，表示作为压电体薄膜的一部分的单独电极层。如图2所示，喷墨头100具备俯视下之字形配置的两个以上的单独电极层103，即压电体薄膜。
墨流路部件C具备俯视下带状配置的两个以上的共用液室105。一个共用液室105俯视下与两个以上的压力室102重合。共用液室105在喷墨头100的墨供给方向(图2的箭头方向)上延伸。墨流路部件C具备将共用液室105内的墨供给到压力室102的供给口106和将压力室102内的墨从喷嘴孔108喷出的墨流路107。通常，一个供给孔106和一个喷嘴孔108，对应于一个压力室102。喷嘴孔108形成在喷嘴板D上。喷嘴板D，与压力室部件A一起，以夹着墨流路部件C的方式与墨流路部件C接合。
图2的标记E表示IC芯片。IC芯片E与露出到致动器部B的表面的单独电极层103通过接合线(bonding wire)BW电连接。为了使图2更明确，只在图2中表示了一部分接合线BW。
图4A和图4B表示包括压力室部件A和致动器部B的重要部位的结构。图4A和图4B，表示压力室部件A和致动器部B的与墨供给方向(图2的箭头方向)正交的截面。致动器部B具备被第一电极(单独电极层103)和第二电极(共用电极层112)夹着的压电体层15的压电体薄膜104(104a～104d)。一个单独电极层103，对应于一个压电体薄膜104a～104d。共用电极层112，是压电体薄膜104a～104d共用的电极。
图4A所示压电体薄膜104，具有图1C所示的层叠结构16c。该结构从作为单独电极层103的LaNiO3膜13侧开始，依次具有LaNiO3膜13、NaNbO3膜14、作为压电体层的(Bi，Na，Ba)TiO3膜15和作为共用电极层112的导电膜17。
图4B所示的压电体薄膜104具有图1D所示的层叠结构16d。该结构从金属电极膜12侧开始，依次具有作为单独电极层103的金属电极膜(优选Pt膜)12和LaNiO3膜13、NaNbO3膜14、作为压电体层的(Bi，Na，Ba)TiO3膜15和作为共用电极层112的导电膜17。LaNiO3膜13形成在金属电极膜12上。
在图4A和图4B所示的压电体薄膜104中，金属电极膜12、LaNiO3膜13、NaNbO3膜14、(Bi，Na，Ba)TiO3膜15和导电膜17，基本上，包括其优选方式在内都如关于本发明的压电体薄膜的上述说明所述。
作为共用电极层112的导电膜17，能够是在表面具有由导电性材料构成的密接层的Pt膜。该导电性材料优选Ti。这是因为，Ti对于(Bi，Na，Ba)TiO3膜15具有高密接性，能够作为压电体层与共用电极层的密接层良好地发挥作用。
只要施加在第一电极和第二电极之间的电压能够引发压电体层15的变形，则第一电极和第二电极任何一个都能够是单独电极层。即，本发明的喷墨的压电体薄膜，能够依次具有共用电极层112、NaNbO3膜14、作为压电体层的(Bi，Na，Ba)TiO3膜15和单独电极层103。此时，作为第一电极的共用电极层112由LaNiO3膜13构成。或者，共用电极层112由LaNiO3膜13和金属电极膜12的层叠体构成，在该压电体薄膜中LaNiO3膜13配置成与NaNbO3膜14连接。单独电极层103由导电膜17构成。
单独电极层103优选具有0.05μm以上1μm以下厚度。当单独电极层103是金属电极膜12和LaNiO3膜13的层叠体时，LaNiO3膜13优选具有0.05μm以上0.5μm以下厚度。NaNbO3膜14优选具有0.05μm以上0.5μm以下厚度。(Bi，Na，Ba)TiO3膜15优选具有0.5μm以上5μm以下厚度。共用电极层112优选具有0.05μm以上0.5μm以下厚度。
致动器部B进一步具备振动层111。振动层111与压电体薄膜104的共用电极层112接合。振动层111随着由压电效应导致的压电体薄膜104的变形而在振动层111的膜厚方向上相应地移位。通过单独电极层103和共用电极层112施加到压电体层15的电压，产生由压电效应导致的压电体薄膜104的变形。
压力室部件A通过中间层113和粘合层114与振动层111接合。压力室部件A和压电体薄膜104之间夹着振动层111。
只要能够满足(1)振动层111随着由压电效应导致的压电体薄膜104的变形而相应地移位；(2)压力室102的容积随着振动层111的移位而相应地变化；且(3)压力室102内的墨能够随着压力室102的容积变化而相应地喷出，则振动层111的结构、压电体薄膜104和振动层111之间的接合状态，以及振动层111和压力室部件A之间的接合状态并不作限定。在图4A和图4B中，振动层111构成压力室102的壁面。
构成振动层111的材料例如是Cr。该材料能够是Ni、铝(Al)、Ta、钨(W)、硅或者这些元素的氧化物、氮化物(例如二氧化硅、氧化铝、氧化锆、氮化硅)。振动层111的厚度优选2μm以上5μm以下。
构成粘合层114的材料，例如是粘合剂或粘着剂。本领域技术人员能够适当选择粘合剂和粘着剂的种类。
中间层(纵壁)113，在压力室部件A通过粘合层114与振动层111接合时，防止粘合层114附着在露出到压力室102的振动层111的一部分上。附着在该部分上的粘合剂，会妨碍振动层111的移位。构成中间层113的材料，只要能够维持喷墨头100的功能即可，并不作限定。中间层113的材料例如是Ti。中间层113能够省略。
压力室部件A在相邻的压力室102之间具有分隔壁102a。
参照图5A～图10，对图2所示的喷墨头100的制造方法的一例进行说明。
首先，如图5A所示，在基底基板120之上依次形成金属电极膜(优选Pt膜)12、LaNiO3膜13、NaNbO3膜(界面层)14、(Bi，Na，Ba)TiO3膜(压电体层)15、导电膜17、振动层111和中间层113，由此得到层叠体132。形成各层(膜)的薄膜形成方法并不做特别限定。该方法例如PLD法、CVD法、溶胶-凝胶法、AD法、溅射法。该方法优选溅射法。
在形成层叠体132之外，另行形成后来成为压力室部件A的部件。该部件能够例如通过对Si基板(优选Si单晶基板)进行微细加工而形成。Si基板的尺寸优选比基底基板120的尺寸大(参照图10。图10中的标记130是Si基板。标记130也能够是Si基板以外的其他基板)。更具体地，如图5B所示，在基板130上形成多个贯穿孔101。在将该部件与另行形成的致动器部和墨流路部件接合之后，贯穿孔101作为压力室102起作用。在图5B中，一个贯穿孔组由四个贯穿孔101构成。基板130具备多个该贯穿孔组。第一分隔壁102a将属于一个贯穿孔组的相邻的两个贯穿孔101分隔。第二分隔壁102b将相邻的两个贯穿孔组分隔。第二分隔壁102b优选具有第一分隔壁102a的两倍以上的宽度。贯穿孔101能够通过公知的微细加工方法设置在基板130上。该方法能够是例如图案形成(patterning)和蚀刻的组合。蚀刻能够是化学蚀刻或干法蚀刻。贯穿孔101的形状，能够对应于期望的压力室102的形状。以下，将第一分隔壁102a和第二分隔壁102b总称为分隔壁102。
接着，如图5C所示，在分隔壁102之上形成粘合层114。粘合层114的形成方法并不作限定。该方法能够是例如电沉积法。
接着，如图6A所示，将基板130与层叠体132接合。通过该接合，中间层113被夹在基板130和层叠体132之间。当基板130的尺寸比基底基板120的尺寸大时，如图10所示，多个层叠体132(在图10所示例中是14个层叠体。在图10中，能够看到层叠体132所具备的基底基板120)能够与基板130接合。在图6A中，基板130与两个层叠体132接合。在图6A中，两个层叠体132的中心，位于第二分隔壁102b的延长线上。通过基板130与层叠体132的接合，导电膜17成为共用电极层112。
当粘合层114由热硬化性的粘合剂构成时，优选在基板130与层叠体132接合之后，利用加热使粘合层114完全硬化。接合时露出到贯穿孔101的粘合层114，能够通过等离子体处理除去。
接着，如图6B所示，使用分隔壁102作为掩膜，对中间层113进行蚀刻。该蚀刻以使中间层113的形状与贯穿孔101的截面形状匹配的方式进行。由此，振动层111露出到贯穿孔101。通过该蚀刻，中间层113在俯视下变化为与分隔壁102相同的形状。中间层113与分隔壁102和粘合层114一起，构成纵壁。通过这样的方式，形成具备基板130、中间层113和粘合层114的压力室部件A。
在图5B～图6B所示例中，形成有贯穿孔101的基板130与含有压电体层15的层叠体132接合。替代这样的步骤，也能够通过将不具备贯穿孔101的基板130与层叠体132接合，然后在该基板130上形成贯穿孔101，使振动层111露出，从而形成压力室部件A。
接着，如图7A所示，将基底基板120例如通过蚀刻除去。
之后，如图7B所示，通过组合了光刻和蚀刻的微细加工，使金属电极膜12和LaNiO3膜13变化为两个以上的单独电极层103。各单独电极层103在俯视下对应于各个贯穿孔101。
接着，如图8A所示，对NaNbO3膜14和(Bi，Na，Ba)TiO3膜15进行微细加工。经过微细加工的NaNbO3膜14和(Bi，Na，Ba)TiO3膜15，在俯视下均具有与单独电极层103相同的形状。在该微细加工中，优选使俯视下的各层(膜)的中心与贯穿孔101的中心高精度地一致。通过这样的方式，形成具有由单独电极层103(金属电极膜12和LaNiO3膜13)、NaNbO3膜14、(Bi，Na，Ba)TiO3膜15和共用电极层112(导电膜17)构成的压电体薄膜104，和振动层111的致动器部B。
接着，如图8B所示，将共用电极层112、振动层111和基板130，按每个第二分隔壁102b切断，得到两个以上部件133。一个部件133具备致动器部B，和具有两个以上贯穿孔101的压力室部件A。致动器部B与压力室部件A接合。
在上述的各步骤之外，如图9A所示，另行准备具备共用液室105、供给口106和墨流路107的墨流路部件C，和具备喷嘴孔108的喷嘴板D。
接着，如图9B所示，以使墨流路107与喷嘴孔108从垂直于墨流路部件C的主面的方向看时重合的方式，将墨流路部件C与喷嘴板D接合，得到接合体。优选喷嘴孔108整体露出于墨流路107中。两个部件的接合方法不作限定，例如能够用粘合剂。
然后，如图9C所示，将部件133与图9B所示的工序中准备的接合体接合。更具体地，压力室部件A的与致动器部B侧相反的一侧的面，和墨流路部件C的与喷嘴板D侧相反的一侧的面接合。接合时进行对准调整，通过该接合使贯穿孔101作为压力室102起作用。接合方法不作限定，例如能够用粘合剂。通过这样的方式，得到图9D(图2)所示的喷墨头100。
本领域技术人员能够应用图5A～图10所示的方法制造包括不具备金属电极膜12的压电体薄膜104的喷墨头。
图11表示本发明的其他的喷墨头。图11所示的喷墨头141，与图2～图4所示的喷墨头100相比，具有简易的结构。具体而言，从喷墨头100中除去了墨流路部件C。
图11所示的喷墨头141，除了以下(1)～(6)以外，与图2～图4所示的喷墨头100相同：(1)没有墨流路部件C，具备喷嘴孔108的喷嘴板D直接与压力室部件A接合；(2)没有中间层113，振动层111直接与压力室部件A接合；(3)在振动层111和共用电极层112之间配置有密接层142，该密接层142提高了它们之间的密接性；(4)共用电极层112是金属电极膜12和LaNiO3膜13的层叠体；(5)单独电极层103是导电膜17；(6)从共用电极层112侧开始，依次层叠了共用电极层112(金属电极膜12和LaNiO3膜13)、NaNBO3膜14、(Bi，Na，Ba)TiO3膜15和单独电极层103(导电膜17)。
共用电极层112作为第一电极起作用。单独电极层103作为第二电极起作用。构成密接层142的材料例如是Ti。
图11所示的喷墨头141，例如能够通过图12A和图12B所示的方法制造。首先，如图12A所示，在基板130一个主面上，依次形成振动层111、密接层142、共用电极层112(金属电极膜12和LaNiO3膜13)、NaNbO3膜14、(Bi，Na，Ba)TiO3膜15和导电膜17。各层(膜)的形成方法如上所述。该方法优选溅射法。
在该实施方式中，当基板130是Si时，能够通过将该基板的表面氧化来形成由二氧化硅构成的振动层111。此时，振动层111的厚度能够是0.5～10μm。
接着，如图12B所示，在基板130中用于形成压力室102的位置上形成贯穿孔101。然后，以使贯穿孔101的中心与导电膜17、(Bi，Na，Ba)TiO3膜15和NaNbO3膜14的各层的中心在从垂直于基板130的主面的方向看时一致的方式，对这些层施行微细加工。通过该微细加工，导电膜17变化为单独电极层103。贯穿孔101的形成和各层的微细加工，能够使用组合了图案形成和蚀刻的公知的微细加工方法。图案形成能够使用抗蚀剂的旋涂。蚀刻优选干法蚀刻。贯穿孔101的形成优选各向异性干法蚀刻。在干法蚀刻中，能够使用含有氟原子的有机气体和氩气的混合气体。在各向异性干法蚀刻中，该混合气体能够进一步含有六氟化硫气体。
最后，基板130与另行形成的具有喷嘴孔108的喷嘴板接合，得到图11所示的喷墨头141。接合时进行对准调整，通过它们的接合使贯穿孔101作为压力室102起作用。接合方法并不作限定，例如能够使用粘合剂。喷嘴板的喷嘴孔108能够通过如光刻法、激光加工法、放电加工法等微细加工方法形成。
[使用喷墨头形成图像的方法]
本发明的形成图像的方法，包括：在上述本发明的喷墨头中，通过第一和第二电极(即单独电极层和共用电极层)对压电体层施加电压，利用压电效应使振动层在该层的膜厚方向上移位，由此使压力室的容积变化的工序；和利用该移位使墨从压力室喷出，由此形成图像的工序。
一边使纸等图象形成对象物与喷墨头之间的相对位置变化，一边使施加到压电体层的电压变化以对从喷墨头喷出墨的时刻(timing)和喷出量进行控制，由此在对象物的表面形成图像。本说明书中所用的用语“图像”也包含文字。换而言之，利用本发明的形成图像的方法，能够在纸等印刷对象物上，印刷文字、图画、图形等。该方法能够实现具有高表现力的印刷。
[角速度传感器]
图13A、图13B、图14A和图14B表示本发明的角速度传感器的一例。图14A表示图13A所示的角速度传感器21a的截面E1。图14B表示图13B所示的角速度传感器21b的截面E2。图13A～图14B所示的角速度传感器21a、21b是所谓的音叉型角速度传感器。它能够被用于车辆用导航装置和数码照相机的抖动修正传感器。
图13A～图14B所示的角速度传感器21a、21b，包括具有振动部200b的基板200，和与振动部200b接合的压电体薄膜208。
基板200具备固定部200a，和从固定部200a向规定方向延伸的一对臂(振动部200b)。振动部200b延伸的方向，与角速度传感器21测定的角速度的旋转中心轴L延伸的方向相同。具体而言，该方向在图13A、13B中是Y方向。从基板200的厚度方向(图13A、13B的Z方向)看，基板200呈具有两个臂(振动部200b)的音叉形状。
构成基板200的材料不作限定。该材料例如为Si、玻璃、陶瓷、金属。基板200能够是Si单晶基板。基板200的厚度只要能够发挥作为角速度传感器21a、21b的功能即可，并不作限定。更具体地，基板200的厚度为0.1mm以上0.8mm以下。固定部200a的厚度能够与振动部200b的厚度不同。
压电体薄膜208与振动部200b接合。压电体薄膜208具有作为压电体层的(Bi，Na，Ba)TiO3膜15、作为界面层的NaNbO3膜14、第一电极202和第二电极205。压电体层15被夹在第一电极202和第二电极205之间。压电体薄膜208具有依次层叠了第一电极202、NaNbO3膜14、(Bi，Na，Ba)TiO3膜15和第二电极205的层叠结构。
在图13A和图14A所示的压电体薄膜208中，第一电极202是金属电极膜(优选Pt膜)12和LaNiO3膜13的层叠体。LaNiO3膜13与NaNbO3膜14连接。该压电体薄膜208具有依次层叠了金属电极膜12、LaNiO3膜13、NaNbO3膜14、(Bi，Na，Ba)TiO3膜15和第二电极205的层叠结构。即，对于图13A和图14A所示的压电体薄膜208，若考虑第二电极205为导电膜17，则与图1D所示的压电体薄膜1d相同。
在图13B和图14B所示的压电体薄膜208中，第一电极202是LaNiO3膜13。该压电体薄膜208具有依次层叠了LaNiO3膜13、NaNbO3膜14、(Bi，Na，Ba)TiO3膜15和第二电极205的层叠结构。即，对于图13B和图14B所示的压电体薄膜208，若考虑第二电极205为导电膜17，则与图1C所示的压电体薄膜1c相同。
在图13A～图14B所示的压电体薄膜208中，金属电极膜12、LaNiO3膜13、NaNbO3膜14和(Bi，Na，Ba)TiO3膜15，包括其优选方式在内，基本上如本发明的压电体薄膜相关的上述说明所述。
构成第二电极205的材料不作限定，例如为Cu。Cu电极由于对于(Bi，Na，Ba)TiO3膜15具有高密接性，所以优选。第二电极205能够是在表面具有由导电性材料构成的密接层的Pt电极膜或Au电极膜。构成密接层的材料例如为Ti。Ti对于(Bi，Na，Ba)TiO3具有高密接性。
第二电极205具备含有驱动电极206和传感电极207的电极组。驱动电极206对压电体层15施加使振动部200b振荡(振动)的驱动电压。传感电极207，测定由施加到振动部200b的角速度使振动部200b产生的变形。振动部200b的振荡方向，通常是其宽度方向(图13A、13B的X方向)。更具体地，在图13A～图14B所示的角速度传感器中，一对驱动电极206，沿着振动部200b的长度方向(图13A、13B的Y方向)设置在相对于振动部200b的宽度方向的两端部。一根驱动电极206，能够设置在相对于振动部200b的宽度方向的一个端部。在图13A～图14B所示的角速度传感器中，传感电极207沿着振动部200b的长度方向设置，且被夹在一对驱动电极206之间。能够在振动部200b上设置多个传感电极207。通过传感电极207测定的振动部200b的变形，通常是其厚度方向(图13A、13B的Z方向)的挠曲。
在本发明的角速度传感器中，从第一电极和第二电极中选出的一个电极，能够由含有驱动电极和传感电极的电极组构成。在图13A～图14B所示的角速度传感器21a、21b中，第二电极205由该电极组构成。与该角速度传感器不同的情况下，第一电极202也能够由该电极组构成。作为一例，从基板200看，能够依次层叠第二电极205、(Bi，Na，Ba)TiO3膜15、NaNbO3膜14和第一电极202(第一电极具备与NaNbO3膜14相连接的LaNiO3膜13)。
连接端子202a、206a和207a分别形成在第一电极202的端部、驱动电极206的端部和传感电极207的端部。各连接端子的形状和位置不作限定。在图13A、13B中，连接端子设置在固定部200a上。
第一电极202的厚度，优选为0.05μm以上1μm以下。当第一电极202是金属电极膜12和LaNiO3膜13的层叠体时，LaNiO3膜13的厚度优选为0.05μm以上0.5μm以下。NaNbO3膜14的厚度优选为0.05μm以上0.5μm以下。(Bi，Na，Ba)TiO3膜15的厚度优选为0.5μm以上5μm以下。第二电极205的厚度优选为0.05μm以上0.5μm以下。
在图13A～图14B所示的角速度传感器中，压电体薄膜208与振动部200b和固定部200a两者接合。不过，只要压电体薄膜208能够使振动部200b振荡，且振动部200b产生的变形能够通过压电体薄膜208测定，则压电体薄膜208的接合状态并不作限定。例如，压电体薄膜208能够只与振动部200b接合。
本发明的角速度传感器，能够具有两个以上由一对振动部200b构成的振动部组。这样的角速度传感器，能够测定对多个旋转中心轴的角速度，作为2轴或3轴的角速度传感器起作用。图13A～图14B所示的角速度传感器，具有一个由一对振动部200b构成的振动部组。
本发明的角速度传感器，能够应用上述本发明的压电体薄膜的制造方法，例如，以如下所述方式制造。不过，以下所示的方法，是第一电极202具备金属电极膜12时的方法。本领域技术人员，在第一电极202不具备金属电极膜12的情况下也能够应用以下方法。
首先，在基板(例如Si基板)的表面上，依次形成金属电极膜(优选Pt膜)12、LaNiO3膜13、NaNbO3膜14、(Bi，Na，Ba)TiO3膜15和导电膜17。各层(膜)的形成，能够应用上述薄膜形成方法。该方法优选溅射法。
接着，利用图案形成(patterning)对导电膜17进行微细加工，形成由驱动电极206和传感电极207构成的第二电极205。进一步，通过微细加工，对(Bi，Na，Ba)TiO3膜15、NaNbO3膜14、LaNiO3膜13和金属电极膜12进行图案形成。然后，通过微细加工对基板进行图案形成，形成振动部200b。通过这样的方式，能够制造本发明的角速度传感器。
微细加工的方法，例如是干法蚀刻。
本发明的角速度传感器能够使用基底基板进行转印来制造。具体而言，例如能够应用以下方法。首先，在基底基板的表面，依次形成金属电极膜12、LaNiO3膜13、NaNbO3膜14、(Bi，Na，Ba)TiO3膜15和导电膜17。接着，将形成的层叠体与其他新的基板，以使该基板与该导电膜17相连接的方式接合。然后，将基底基板用公知的方法除去。之后，对各层(膜)通过微细加工进行图案形成，由此能够制造出本发明的角速度传感器。该层叠体和该新的基板，例如能够通过粘合层接合。该粘合层的材料，只要能将该层叠体稳定粘合在新基板上则不作限定。更具体地，能够使用丙烯酸酯树脂类粘合剂、环氧树脂类粘合剂、硅类粘合剂和聚酰亚胺类粘合剂。此时，粘合层优选具有0.2μm以上1μm以下厚度。
[利用角速度传感器测定角速度的方法]
本发明的角速度测定方法，具有：使用本发明的角速度传感器，将驱动电压施加到压电体层，使基板的振动部振荡的工序；和通过测定由施加到振荡中的振动部的角速度而导致振动部产生的变形，来测定该角速度的值的工序。第一电极和第二电极之中，在不作为驱动电极和传感电极起作用的电极(另一电极)，和驱动电极之间，施加驱动电压，从而在压电体层上施加驱动电压。另一电极和传感电极，测定由角速度导致的振荡中的振动部产生的变形。
以下，对使用图13A、13B所示的角速度传感器21a、21b测定角速度的方法进行说明。与振动部200b的固有振动共振的频率的驱动电压，经由第一电极202和驱动电极206，施加到作为压电体层的(Bi，Na，Ba)TiO3膜15上，使振动部200b振荡。压电体层15根据施加的驱动电压的波形相应地变形，与该层接合的振动部200b发生振荡。驱动电压例如能够通过将第一电极202接地并使驱动电极206的电位变化来进行施加(换而言之，驱动电压是第一电极202和驱动电极206之间的电位差)。角速度传感器21a、21b，具有音叉状排列的一对振动部200b。通常，对一对振动部200b各自所具有的各驱动电极206，分别施加正负相反的电压。由此，能够使各振动部200b以互相反方向振动的模式(相对于图13A、13B所示的旋转中心轴L对称地振动的模式)振荡。在图13A、13B所示的角速度传感器21a、21b中，振动部200b在其宽度方向(X方向)振荡。也能够通过只使一对振动部200b的一个发生振荡来测定角速度。但是，为了高精度地测定，优选使两个振动部200b以互相反方向振动的模式振荡。
对于振动部200b发生振荡的角速度传感器21a、21b，当对其旋转中心轴L施加角速度ω时，各振动部200b因科里奥利力而在厚度方向(Z方向)上挠曲。当一对振动部200b以互相反方向振动的模式振荡时，各振动部200b互相以反方向挠曲相同的变化量。与振动部200b接合的压电体层15也随着该挠曲而相应地发生挠曲，在第一电极202和传感电极207之间，产生与压电体层15的挠曲相应的，即与产生的科里奥利力对应的电位差。通过测定该电位差的大小，能够测定施加到角速度传感器21a、21b的角速度ω。
科里奥利力Fc与角速度ω之间存在以下关系：
Fc＝2mvω
在这里，v是振荡中的振动部200b的振荡方向上的速度。m是振动部200b的质量。如本式所示，能够根据科里奥利力Fc算出角速度ω。
[压电发电元件]
图15A、图15B、图16A和图16B，表示本发明的压电发电元件的一例。图16A表示图15A所示的压电发电元件22a的截面F1。图16B表示图15B所示的压电发电元件22b的截面F2。压电发电元件22a、22b，是将从外部施与的机械振动转换为电能的元件。压电发电元件22a、22b能够适用于从车辆与机械的动力振动和行驶振动，以及步行时产生的振动所包含的各种振动中发电的独立的电源装置。
图15A～图16B所示的压电发电元件22a、22b，包括具有振动部300b的基板300，和与振动部300b接合的压电体薄膜308。
基板300具有固定部300a和由从固定部300a向规定方向延伸的梁构成的振动部300b。构成固定部300a的材料，能够与构成振动部300b的材料相同。但是，它们的材料也能够互相不同。由互相不同的材料构成的固定部300a，能够与振动部300b接合。
构成基板300的材料不作限定。该材料例如是Si、玻璃、陶瓷、金属。基板300能够是Si单晶基板。基板300具有例如0.1mm以上0.8mm以下厚度。固定部300a能够具有与振动部300b不同的厚度。振动部300b的厚度能够调整，以通过使振动部300b的共振频率变化来高效地进行发电。
负重(weight load)306与振动部300b接合。负重306用于调整振动部300b的共振频率。负重306是例如Ni的蒸镀薄膜。负重306的材料、形状和质量以及负重306的接合位置，能够根据所需的振动部300b的共振频率进行调整。负重能够省略。在不对振动部300b的共振频率进行调整的情况下，不需要负重。
压电体薄膜308与振动部300b接合。压电体薄膜308具有作为压电体层的(Bi，Na，Ba)TiO3膜15、NaNbO3膜14、第一电极302和第二电极305。(Bi，Na，Ba)TiO3膜15被夹在第一电极302和第二电极305之间。压电体薄膜308具有依次层叠了第一电极302、NaNbO3膜14、(Bi，Na，Ba)TiO3膜15和第二电极305的层叠结构。
在图15A和图16A所示的压电体薄膜308中，第一电极302是金属电极膜12和LaNiO3膜13的层叠体。LaNiO3膜13与NaNbO3膜14相连接。该压电体薄膜308具有依次层叠了金属电极膜12、LaNiO3膜13、NaNbO3膜14、(Bi，Na，Ba)TiO3膜15和第二电极305的层叠结构。即，图15A和图16A所示的压电体薄膜308，若考虑第二电极305为导电膜17，则与图1D所示的层叠结构16d相同。
在图15B和图16B所示的压电体薄膜308中，第一电极302是LaNiO3膜13。该压电体薄膜308具有依次层叠了LaNiO3膜13、NaNbO3膜14、(Bi，Na，Ba)TiO3膜15和第二电极305的层叠结构。即，图15B和图16B所示的压电体薄膜308，若考虑第二电极305为导电膜17，则与图1C所示的层叠结构16c相同。
在图15A～图16B所示的压电体薄膜308中，金属电极膜12、LaNiO3膜13、NaNbO3膜14和(Bi，Na，Ba)TiO3膜15，包括其优选方式在内，基本上如本发明的压电体薄膜相关的上述说明所述。
第二电极305能够是例如Cu电极膜。Cu电极由于对(Bi，Na，Ba)TiO3膜15具有高密接性，所以优选。第二电极305能够是在表面具有由导电性材料构成的密接层的Pt电极膜或Au电极膜。构成密接层的材料例如是Ti。Ti对(Bi，Na，Ba)TiO3膜具有高密接性。
在图15A～图16B所示的压电发电元件中，第一电极302的一部分露出。该部分能够作为连接端子302a起作用。
第一电极302的厚度，优选为0.05μm以上1μm以下。当第一电极302是金属电极膜12和LaNiO3膜13的层叠体时，LaNiO3膜13的厚度优选为0.05μm以上0.5μm以下。NaNbO3膜14的厚度优选为0.05μm以上0.5μm以下。(Bi，Na，Ba)TiO3膜15的厚度优选为0.5μm以上5μm以下。第二电极305的厚度优选为0.05μm以上0.5μm以下。
在图15A～图16B所示的压电发电元件中，从具有振动部300b的基板300侧来看，依次层叠了第一电极302、NaNbO3膜14、(Bi，Na，Ba)TiO3膜15和第二电极305。这些层的层叠顺序也能够相反。即，能够是，从具有振动部的基板侧来看，依次层叠了第二电极、(Bi，Na，Ba)TiO3膜、NaNbO3膜和第一电极(第一电极具备与该NaNbO3膜相连接的LaNiO3膜)。
在图15A～图16B所示的压电发电元件中，压电体薄膜308能够与振动部300b和固定部300a两者接合。压电体薄膜308也能够只与振动部300b接合。
在本发明的压电发电元件中，通过具有多个振动部300b，能够增大产生的电力量。通过使各振动部300b所具有的共振频率变化，能够对应由广频率成分构成的机械振动。
本发明的压电发电元件，能够应用上述本发明的压电体薄膜的制造方法，例如以如下所述的方法制造。不过，以下所示的方法，是第一电极302具备金属电极膜12时的方法。本领域技术人员，在第一电极302不具备金属电极膜12的情况下也能够应用以下方法。
首先，在基板(例如Si基板)的表面，依次形成金属电极膜(优选Pt膜)12、LaNiO3膜13、NaNbO3膜14、(Bi，Na，Ba)TiO3膜15和导电膜17。各层(膜)的形成，能够应用上述薄膜形成方法。该方法优选溅射法。
接着，利用图案形成对导电膜17进行微细加工，形成第二电极305。进一步，通过微细加工，对(Bi，Na，Ba)TiO3膜15、NaNbO3膜14、LaNiO3膜13和金属电极膜12进行图案形成。通过LaNiO3膜13和金属电极膜12的图案形成，一并形成连接端子302a。然后，通过微细加工对基板进行图案形成，形成固定部300a和振动部300b。通过这样的方式，能够制造本发明的压电发电元件。在需要对振动部300b的共振频率进行调整的情况，通过公知的方法，将负重306与振动部300b接合。
微细加工的方法，例如是干法蚀刻。
本发明的压电发电元件能够使用基底基板进行转印来制造。具体而言，例如能够应用以下方法。首先，在基底基板的表面，依次形成金属电极膜12、LaNiO3膜13、NaNbO3膜14、(Bi，Na，Ba)TiO3膜15和导电膜17。接着，将形成的层叠体与其他新的基板，以使该基板与该导电膜17相连接的方式接合。然后，将基底基板用公知的方法除去。之后，对各层(膜)通过微细加工进行图案形成，由此能够制造出本发明的压电发电元件。该层叠体和该新的基板，例如能够通过粘合层接合。该粘合层的材料，只要能将该层叠体稳定粘合在新基板上则不作限定。更具体地，能够使用丙烯酸酯树脂类粘合剂、环氧树脂类粘合剂、硅类粘合剂和聚酰亚胺类粘合剂。此时，粘合层优选具有0.2μm以上1μm以下厚度。
[用压电发电元件发电的方法]
通过对上述本发明的压电发电元件施与振动，在第一电极和第二电极之间产生电位差，能够经由第一电极和第二电极得到电力。
如果从外部对压电发电元件22a、22b施与机械振动，则振动部300b相对于固定部300a开始上下挠曲振动。该振动在作为压电体层的(Bi，Na，Ba)TiO3膜15产生由压电效应带来的电动势。通过这样的方式，在夹持压电体层15的第一电极302和第二电极305之间产生电位差。压电体层15具有的压电性能越高，第一和第二电极间产生的电位差越大。特别是，当振动部300b的共振频率与从外部施与元件的机械振动的频率相近时，振动部300b的振幅变大，所以发电特性提高。因此，优选通过负重306进行调整，以使振动部300b的共振频率与从外部施与元件的机械振动的频率相近。
实施例
以下，使用实施例对本发明进行更详细的说明。本发明并不限定于以下实施例。
(实施例)
在实施例中，制备图1E所示的压电体薄膜。该压电体薄膜依次具备基板11、金属电极膜12、LaNiO3膜13、NaNbO3膜(界面层)14、(Bi，Na，Ba)TiO3膜(压电体层)15和导电膜17。该压电体薄膜以如下方式制备。
在具有(100)的面取向的Si单晶基板的表面，通过RF磁控溅射，形成具有(111)取向的Pt层(厚100nm)。该Pt层对应于金属电极膜12。用金属Pt作为靶，在氩气(Ar)气氛下，以RF输出15W和基板温度300℃的成膜条件形成该Pt膜。在形成该Pt层之前，在Si单晶基板的表面形成Ti层(厚2.5nm)，提高Si单晶基板与Pt层之间的密接性。该Ti层的形成，除了用金属Ti替代金属Pt作为靶以外，使用与该Pt层的形成方法相同的方法。
接着，在Pt层的表面，通过RF磁控溅射形成具有(001)取向的LaNiO3膜(厚200nm)。用具有化学计量组成的LaNiO3作为靶，在Ar和氧的混合气体(流量比Ar/O2为80/20)气氛下，以RF输出100W和基板温度300℃的成膜条件，形成该LaNiO3膜13。
接着，在LaNiO3膜的表面，通过RF磁控溅射，形成具有(001)取向的NaNbO3膜(厚100nm)。用具有化学计量组成的NaNbO3作为靶，在Ar和氧的混合气体(流量比Ar/O2为80/20)气氛下，以RF输出100W和基板温度600℃的成膜条件，形成该NaNbO3膜14。
然后，在NaNbO3膜的表面，通过RF磁控溅射，形成[(Bi0.5Na0.5)TiO3]0.93-[BaTiO3]0.07膜(厚2.7μm)。该膜对应于(Bi，Na，Ba)TiO3膜15。用具有化学计量组成的[(Bi0.5Na0.5)TiO3]0.93-[BaTiO3]0.07作为靶，在Ar和氧的混合气体(流量比Ar/O2为50/50)气氛下，以RF输出170W和基板温度650℃的成膜条件，形成该膜15。
对形成的[(Bi0.5Na0.5)TiO3]0.93-[BaTiO3]0.07膜((Bi，Na，Ba)TiO3膜)的晶体结构，利用X射线衍射进行分析。X射线衍射通过从(Bi，Na，Ba)TiO3膜之上入射X射线进行。图17表示其结果。以下的比较例中，也应用同样的X射线衍射。
图17表示X射线衍射线形的结果。除去起因于Si基板和Pt层的反射峰，只观察到起因于具有(001)取向的(Bi，Na，Ba)TiO3膜的反射峰。该(001)反射峰的强度非常强，为3692cps，。图17所示的线形，意味着实施例制备的(Bi，Na，Ba)TiO3膜具有极高的(001)取向性。
接着，通过摇摆曲线测定，求得该线形的中因于(Bi，Na，Ba)TiO3膜的(001)反射峰的半高宽。摇摆曲线测定通过下述方式进行：在将检测器(detector)固定于作为测定对象的反射峰的衍射角2θ时的状态下，扫描照射到样品上的X射线的入射角ω。所测定的半高宽，对应于晶轴相对于与膜的主面垂直的方向的倾斜程度。半高宽越小，结晶性越高。测定的半高宽是2.81°，非常小。这意味着，实施例制备的(Bi，Na，Ba)TiO3膜具有极高的结晶性。以下的比较例中，也应用同样的摇摆曲线测定。
接着，在(Bi，Na，Ba)TiO3膜的表面，通过蒸镀形成Au层(厚100nm)。该Au层对应于导电膜17。通过这样的方式，制备出实施例的压电体薄膜。
使用压电体薄膜所具备的Pt层和Au层，对该压电体薄膜的铁电特性和压电性能进行评价。图18表示实施例的压电体薄膜的P-E电滞回线。如图18所示能够确认，如果增大通过Pt层和Au层施加到压电体层的电压，则压电体薄膜表现出良好的铁电特性。用阻抗分析仪测定1kHz下的介电损耗(tanδ)。该压电体薄膜的tanδ为4.3％。这意味着，该压电体薄膜的漏泄电流较小。
压电体薄膜的压电性能，用以下的方式进行评价。将压电体薄膜以2mm宽度切割加工成悬臂(cantilever)状。接着，在Pt层和Au层之间施加电位差，使悬臂移位，通过激光移位计测定所得到的移位量。接着，将所测定的移位量转换为压电常数d31，根据该压电常数d31对压电性能进行评价。实施例制备的压电体薄膜的d31为-93pC/N。
(比较例1)
在比较例1中，制备具有如图19所示结构的压电体薄膜。该压电体薄膜，除了不具备NaNbO3膜14以外，具有与实施例制备的压电体薄膜相同的结构。即，在该压电体薄膜中，依次层叠了基板11、金属电极膜12、LaNiO3膜13、作为压电体层的(Bi，Na，Ba)TiO3膜31和导电膜17。该压电体薄膜，除了不形成NaNbO3膜14以外，通过与实施例相同的方法制备。
如图17所示，对于不具备NaNbO3膜的比较例1，也观察到起因于具有(001)取向的(Bi，Na，Ba)TiO3膜的反射峰。不过，还观察到起因于(Bi，Na，Ba)TiO3膜的其他结晶取向(110)的反射峰。上述(001)反射峰的强度是2661cps，比实施例的峰值强度(3692cps)低。这意味着，比较例1的(Bi，Na，Ba)TiO3膜与实施例的(Bi，Na，Ba)TiO3膜相比，具有较差的取向性。
上述(001)反射峰的半高宽为2.89°，比实施例的半高宽大。这意味着，比较例1的(Bi，Na，Ba)TiO3膜与实施例的(Bi，Na，Ba)TiO3膜相比，具有较差的取向性。
接着，在(Bi，Na，Ba)TiO3膜31的表面，通过蒸镀形成Au层(厚100nm)，通过这样的方式，制备出比较例1的压电体薄膜。
使用压电体薄膜所具备的Pt层和Au层，尝试对该压电体薄膜的铁电特性和压电性能进行评价。但是，由于压电体薄膜的漏泄电流非常大，所以正确地测定P-E电滞回线较为困难(参照图18)。该压电体薄膜的tanδ为40％。由于比较例1的压电体薄膜具有如此大的漏泄电流，所以求取比较例1的压电体薄膜所具有的正确的压电常数d31的值较为困难。推测的压电常数d31约为-40pC/N。
(比较例2)
在比较例2中，制备具有如图20所示结构的压电体薄膜。该压电体薄膜，除了不具备LaNiO3膜13以外，具有与实施例制备的压电体薄膜相同的结构。在该压电体薄膜中，依次层叠了基板11、金属电极膜12、NaNbO3膜42、作为压电体层的(Bi，Na，Ba)TiO3膜41和导电膜17。该压电体薄膜，除了不形成LaNiO3膜13以外，通过与实施例相同的方法制备。
图21表示利用X射线衍射对该NaNbO3膜42的晶体结构进行评价的结果。该测定在形成(Bi，Na，Ba)TiO3膜41之前实施。如图21所示，观察到的反射峰，只有Pt层的(111)反射峰和在(111)面取向的NaNbO3膜42的(111)反射峰。即，在不形成LaNiO3膜13的情况下，形成在具有(111)取向的Pt层上的NaNbO3膜具有(111)取向。即，具有(001)取向的(Bi，Na，Ba)TiO3膜所必需的具有(001)取向的NaNbO3膜没有形成。
具有(111)取向的NaNbO3膜，不适用于形成具有(001)取向的(Bi，Na，Ba)TiO3膜。即能够认为，(Bi，Na，Ba)TiO3膜41不具有(001)取向，不具有高压电性能。
以下的表1是实施例和比较例1的评价结果的要点。
【表1】
Figure BPA00001332398900321
如表1所示，在具有(001)取向的LaNiO3膜上形成的具有(001)取向的NaNbO3膜，对获得具有高(001)取向性和高结晶性的(Bi，Na，Ba)TiO3膜是有用的。比较例1表示，在不用该NaNbO3膜的情况下，无法得到具有高(001)取向性和高结晶性的(Bi，Na，Ba)TiO3膜。比较例2表示，为了得到该NaNbO3膜，需要具有(001)取向的LaNiO3膜。涉及到反映压电体薄膜的漏泄电流的介电损耗的结果也是一样的。
本发明只要不脱离其意图和本质的特征，也能够应用其他实施方式。本说明书所公开的实施方式，仅仅是对各个要点进行说明的实施方式，并不进行限定。本发明的范围，并不由上述说明限定，而是如权利要求所示，包括与权利要求同等意义和范围内的所有更改。
产业上的可利用性
由于(Bi，Na，Ba)TiO3压电体层具有高结晶性、高(001)取向性和小漏泄电流，所以本发明的压电体薄膜，具有高铁电特性(例如低介电损耗)和高压电性能。本发明的压电体薄膜，作为替代以往的含铅氧化物铁电体的压电体薄膜是有用的。本发明的压电体薄膜，能够适用于如热电传感器、压电设备等使用压电体薄膜的领域。作为其一例，能够列举本发明的喷墨头、角速度传感器和压电发电元件。
本发明的喷墨头，尽管不含PZT等含铅铁电材料，却具有优秀的喷墨特性。用该喷墨头形成图像的方法，具有优秀的图像精度和表现性。本发明的角速度传感器，尽管不含PZT等含铅铁电材料，却具有高传感器灵敏度。用该角速度传感器的测定角速度的方法，具有优秀的测定灵敏度。本发明的压电发电元件，尽管不含PZT等含铅铁电材料，却具有优秀的发电特性。本发明的用该压电发电元件发电的方法，具有优秀的发电效率。本发明的喷墨头、角速度传感器和压电发电元件以及图像形成方法、角速度测定方法和发电方法，能够广泛适用于各个领域和用途。

Claims (22)

1.一种压电体薄膜，其特征在于，包括：
具有(001)取向的LaNiO3膜、具有(001)取向的NaNbO3膜和具有(001)取向的(Bi，Na，Ba)TiO3膜，其中
所述LaNiO3膜、所述NaNbO3膜和所述(Bi，Na，Ba)TiO3膜依次层叠。
2.如权利要求1所述的压电体薄膜，其特征在于：
还具有Pt膜，
所述LaNiO3膜形成在所述Pt膜上。
3.如权利要求1所述的压电体薄膜，其特征在于：
还具有导电膜，
所述(Bi，Na，Ba)TiO3膜被夹在所述导电膜和所述NaNbO3膜之间。
4.如权利要求1所述的压电体薄膜，其特征在于：
还具有基板，
所述LaNiO3膜被夹在所述基板和所述NaNbO3膜之间。
5.如权利要求4所述的压电体薄膜，其特征在于：
所述基板由Si构成。
6.一种制造压电体薄膜的方法，其特征在于，包括：
通过溅射法形成具有(001)取向的LaNiO3膜的工序；
在所述LaNiO3膜上，通过溅射法形成具有(001)取向的NaNbO3膜的工序；和
在所述NaNbO3膜上，通过溅射法形成具有(001)取向的(Bi，Na，Ba)TiO3膜，得到依次层叠了所述LaNiO3膜、所述NaNbO3膜和所述(Bi，Na，Ba)TiO3膜的压电体薄膜的工序。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：
所述LaNiO3膜形成在Pt膜上。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于：
还包含在所述(Bi，Na，Ba)TiO3膜上形成导电膜的工序。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于：
所述Pt膜形成在基板上。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于：
所述基板由Si构成。
11.一种喷墨头，其特征在于，包括：
具有被第一电极和第二电极夹着的压电体层的压电体薄膜；
与所述压电体薄膜接合的振动层；和
具有收纳墨的压力室，并且和所述振动层的与所述压电体薄膜接合的面的相反侧的面接合的压力室部件，其中
所述振动层，以根据由压电效应引起的所述压电体薄膜的变形而在该振动层的膜厚方向上移位的方式，与所述压电体薄膜接合，
所述振动层与所述压力室部件互相接合，以根据所述振动层的移位使所述压力室的容积变化，并且根据所述压力室的容积的变化使所述压力室内的墨喷出，
所述第一电极，包括具有(001)取向的LaNiO3膜，
所述压电体层，由具有(001)取向的(Bi，Na，Ba)TiO3膜构成，
所述第一电极和所述压电体层之间，夹着具有(001)取向的NaNbO3膜，
所述LaNiO3膜、所述NaNbO3膜、所述(Bi，Na，Ba)TiO3膜和所述第二电极依次层叠。
12.如权利要求11所述的喷墨头，其特征在于：
所述压电体薄膜还具有Pt膜，
所述LaNiO3膜形成在所述Pt膜上。
13.一种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，
此处，所述喷墨头包括：
具有被第一电极和第二电极夹着的压电体层的压电体薄膜；
与所述压电体薄膜接合的振动层；和
具有收纳墨的压力室，并且和所述振动层的与所述压电体薄膜接合的面的相反侧的面接合的压力室部件，其中
所述振动层，以根据由压电效应引起的所述压电体薄膜的变形而在该振动层的膜厚方向上移位的方式，与所述压电体薄膜接合，
所述振动层与所述压力室部件互相接合，以根据所述振动层的移位使所述压力室的容积变化，并且根据所述压力室的容积的变化使所述压力室内的墨喷出，
所述第一电极，包括具有(001)取向的LaNiO3膜，
所述压电体层，由具有(001)取向的(Bi，Na，Ba)TiO3膜构成，
所述第一电极和所述压电体层之间，夹着具有(001)取向的NaNbO3膜，
所述LaNiO3膜、所述NaNbO3膜、所述(Bi，Na，Ba)TiO3膜和所述第二电极依次层叠；和
经由所述第一电极和所述第二电极对所述压电体层施加电压，由此基于压电效应，以使所述压力室的容积变化的方式使所述振动层在该层的膜厚方向上移位，通过该移位从所述压力室喷出墨来形成图像的工序。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于：
所述压电体薄膜还具有Pt膜，
所述LaNiO3膜形成在所述Pt膜上。
15.一种角速度传感器，其特征在于，包括：
具有振动部的基板；和
与所述振动部接合，并且具有被第一电极和第二电极夹着的压电体层的压电体薄膜，其中
所述第一电极，包括具有(001)取向的LaNiO3膜，
所述压电体层，由具有(001)取向的(Bi，Na，Ba)TiO3膜构成，
所述第一电极和所述压电体层之间，夹着具有(001)取向的NaNbO3膜，
所述LaNiO3膜、所述NaNbO3膜、所述(Bi，Na，Ba)TiO3膜和所述第二电极依次层叠，
从所述第一电极和所述第二电极中选择的一个电极由电极组构成，该电极组包括：用于对所述压电体层施加使所述振动部振荡的驱动电压的驱动电极，和用于测定因对振荡中的所述振动部施加的角速度而导致的所述振动部产生的变形的传感电极。
16.如权利要求15所述的角速度传感器，其特征在于：
所述压电体薄膜还具有Pt膜，
所述LaNiO3膜形成在所述Pt膜上。
17.一种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，
此处，所述角速度传感器包括：
具有振动部的基板；和
与所述振动部接合，并且具有被第一电极和第二电极夹着的压电体层的压电体薄膜，其中
所述第一电极，包括具有(001)取向的LaNiO3膜，
所述压电体层，由具有(001)取向的(Bi，Na，Ba)TiO3膜构成，
所述第一电极和所述压电体层之间，夹着具有(001)取向的NaNbO3膜，
所述LaNiO3膜、所述NaNbO3膜、所述(Bi，Na，Ba)TiO3膜和所述第二电极依次层叠，
从所述第一电极和所述第二电极中选择的一个电极由包括驱动电极和传感电极的电极组构成；
经由从所述第一电极和所述第二电极中选出的另一个电极和所述驱动电极，对所述压电体层施加驱动电压，由此使所述振动部振荡的工序；和
经由所述另一个电极和所述传感电极，测定因对振荡中的所述振动部施加的角速度而导致的所述振动部产生的变形，由此测定施加的所述角速度的值的工序。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于：
所述压电体薄膜还具有Pt膜，
所述LaNiO3膜形成在所述Pt膜上。
19.一种压电发电元件，其特征在于，包括：
具有振动部的基板；和
与所述振动部接合，并且具有被第一电极和第二电极夹着的压电体层的压电体薄膜，其中
所述第一电极，包括具有(001)取向的LaNiO3膜，
所述压电体层，由具有(001)取向的(Bi，Na，Ba)TiO3膜构成，
所述第一电极和所述压电体层之间，夹着具有(001)取向的NaNbO3膜，
所述LaNiO3膜、所述NaNbO3膜、所述(Bi，Na，Ba)TiO3膜和所述第二电极依次层叠。
20.如权利要求19所述的压电发电元件，其特征在于：
所述压电体薄膜还具有Pt膜，
所述LaNiO3膜形成在所述Pt膜上。
21.一种用压电发电元件发电的方法，其特征在于，包括：
准备所述压电发电元件的工序，
此处，所述压电发电元件包括：
具有振动部的基板；和
与所述振动部接合，并且具有被第一电极和第二电极夹着的压电体层的压电体薄膜，其中
所述第一电极，包括具有(001)取向的LaNiO3膜，
所述压电体层，由具有(001)取向的(Bi，Na，Ba)TiO3膜构成，
所述第一电极和所述压电体层之间，夹着具有(001)取向的NaNbO3膜，
所述LaNiO3膜、所述NaNbO3膜、所述(Bi，Na，Ba)TiO3膜和所述第二电极依次层叠；和
通过对所述振动部施与振动，在所述第一电极和所述第二电极之间产生电位差的工序。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于：
所述压电体薄膜还具有Pt膜，
所述LaNiO3膜形成在所述Pt膜上。
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