CN103443946B - 压电体膜、喷墨头、使用喷墨头形成图像的方法、角速度传感器、使用角速度传感器测定角速度的方法、压电发电元件以及使用压电发电元件的发电方法 - Google Patents

压电体膜、喷墨头、使用喷墨头形成图像的方法、角速度传感器、使用角速度传感器测定角速度的方法、压电发电元件以及使用压电发电元件的发电方法 Download PDF

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Abstract

本发明的目的是提供一种具有高的结晶取向性和高的强介电特性的NBT-BT无铅压电体膜。本发明的压电体膜具备NaxM1-x层和（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层。（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层形成在NaxM1-x层上，M表示Pt、Ir或PtIr，x表示0.002以上0.02以下的值，NaxM1-x层和（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层均仅具有（001）取向、仅具有（110）取向或仅具有（111）取向。

Description

压电体膜、喷墨头、使用喷墨头形成图像的方法、角速度传感器、使用角速度传感器测定角速度的方法、压电发电元件以及使用压电发电元件的发电方法
技术领域
本发明涉及具备压电体层的压电体膜。本发明还涉及具备该压电体膜的喷墨头和使用该喷墨头形成图像的方法、具备该压电体膜的角速度传感器和使用该角速度传感器测定角速度的方法、以及具备该压电体膜的压电发电元件和使用该压电发电元件的发电方法。
背景技术
如在专利文献1和专利文献2中公开的那样，钙钛矿型复合氧化物（1-y）（Na，Bi）TiO3-yBaTiO3目前作为无铅（lead-free）压电材料正在研究开发。该压电材料被称为NBT-BT。y的值例如在0.03以上0.15以下的范围。
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：日本专利第4455678号公报（与美国专利第7870787号说明书对应）
专利文献3：国际公开第2010／047049号
专利文献4：美国专利第7870787号说明书
专利文献5：中国专利申请公开第101981718号说明书
发明内容
发明要解决的技术问题
本发明的目的在于提供一种具有高的结晶取向性和高的强介电特性的NBT-BT无铅压电体膜。
本发明的另一个目的在于提供一种具备上述无铅压电体膜的喷墨头、角速度传感器和压电发电元件。本发明的又一个目的在于提供一种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的发电方法。
用于解决技术问题的手段
A1.本发明是一种压电体膜，其具备NaxM1-x层13和（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15。
在此，（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15形成在NaxM1-x层13上，M表示Pt、Ir或PtIr，x表示0.002以上0.02以下的值。NaxM1-x层13和（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15均仅具有（001）取向、仅具有（110）取向或仅具有（111）取向。
A2.如A1所述的压电体膜，其中，（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15与NaxM1-x层13接触。
A3.如A1所述的压电体膜，其中，（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15还含有Mn。
A4.一种喷墨头，其具备：具有由第一电极和第二电极夹着的压电体层的压电体膜；与压电体膜接合的振动层；和具有收容墨水的压力室、并且与振动层中压电体膜接合的面的相反侧的面接合的压力室部件。
振动层与压电体膜接合，使得振动层根据基于压电效应的压电体膜的位移在该振动层的膜厚方向上产生位移，振动层与压力室部件相互接合，使得压力室的容积根据振动层的位移而变化，并且根据压力室的容积的变化，压力室内的墨水被喷出。第一电极具备NaxM1-x层13，压电体层为（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15，（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15形成在NaxM1-x层13上，M表示Pt、Ir或PtIr，x表示0.002以上0.02以下的值，NaxM1-x层13和（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15均仅具有（001）取向、仅具有（110）取向或仅具有（111）取向。
A5.如A4所述的喷墨头，其中，（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15与NaxM1-x层13接触。
A6.如A4所述的喷墨头，其中，（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15还含有Mn。
B1.一种使用喷墨头形成图像的方法，其具备以下的工序（a）、（b）：
准备喷墨头的工序（a），
其中，喷墨头具备：具有由第一电极和第二电极夹着的压电体层的压电体膜；与压电体膜接合的振动层；和具有收容墨水的压力室、并且与振动层中压电体膜接合的面的相反侧的面接合的压力室部件。在此，振动层与压电体膜接合，使得振动层根据基于压电效应的压电体膜的位移在该振动层的膜厚方向上产生位移，振动层与压力室部件相互接合，使得压力室的容积根据振动层的位移而变化，并且根据压力室的容积的变化，压力室内的墨水被喷出，
第一电极具备NaxM1-x层13，压电体层为（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15，（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15形成在NaxM1-x层13上，M表示Pt、Ir或PtIr，x表示0.002以上0.02以下的值，NaxM1-x层13和（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15均仅具有（001）取向、仅具有（110）取向或仅具有（111）取向，
通过第一电极和第二电极对压电体层施加电压，由此，基于压电效应，使振动层在该振动层的膜厚方向上产生位移，使得压力室的容积变化，利用该位移使墨水从压力室喷出的工序（b）。
B2.如B1所述的方法，其中，（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15与NaxM1-x层13接触。
B3.如B1所述的方法，其中，（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15还含有Mn。
C1.一种角速度传感器，其具备：具有振动部的基板；和与振动部接合、并且具有由第一电极和第二电极夹着的压电体层的压电体膜。
第一电极具备NaxM1-x层13，压电体层为（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15，（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15形成在NaxM1-x层13上，M表示Pt、Ir或PtIr，x表示0.002以上0.02以下的值。
NaxM1-x层13和（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15均仅具有（001）取向、仅具有（110）取向或仅具有（111）取向。
选自第一电极和第二电极中的一个电极由包括驱动电极和感应电极的电极组构成，其中，驱动电极对压电体层施加使振动部振动的驱动电压，感应电极用于测定由于振动中对振动部施加的角速度而在振动部产生的位移。
C2.如C1所述的角速度传感器，其中，（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15与NaxM1-x层13接触。
C3.如C1所述的角速度传感器，其中，（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15还含有Mn。
D1.一种使用角速度传感器测定角速度的方法，其具备以下的工序（a）、（b）、（c）：
准备角速度传感器的工序（a），
其中，角速度传感器具备：具有振动部的基板；和与振动部接合、并且具有由第一电极和第二电极夹着的压电体层的压电体膜，
第一电极具备NaxM1-x层13，压电体层为（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15，（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15形成在NaxM1-x层13上，M表示Pt、Ir或PtIr，x表示0.002以上0.02以下的值，
NaxM1-x层13和（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15均仅具有（001）取向、仅具有（110）取向或仅具有（111）取向，并且选自第一电极和第二电极中的一个电极由包括驱动电极和感应电极的电极组构成；
通过选自第一电极和第二电极中的另一个电极和驱动电极对压电体层施加驱动电压，由此使振动部振动的工序（b）；
通过另一个电极和感应电极测定由于振动中对振动部施加的角速度而在振动部产生的位移，由此得到施加的角速度的值的工序（c）。
D2.如D1所述的方法，其中，（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15与NaxM1-x层13接触。
D3.如D1所述的方法，其中，（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15还含有Mn。
E1.一种压电发电元件，其具备：具有振动部的基板；和与振动部接合、并且具有由第一电极和第二电极夹着的压电体层的压电体膜，
在此，第一电极具备NaxM1-x层13，压电体层为（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15，（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15形成在NaxM1-x层13上，M表示Pt、Ir或PtIr，x表示0.002以上0.02以下的值。
NaxM1-x层13和（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15均仅具有（001）取向、仅具有（110）取向或仅具有（111）取向。
E2.如E1所述的压电发电元件，其中，（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15与NaxM1-x层13接触。
E3.如E1所述的压电发电元件，其中，（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15还含有Mn。
F1.一种使用压电发电元件发电的方法，其具备工序（a）和（b）：
准备压电发电元件的工序（a），
其中，压电发电元件具备：具有振动部的基板；和与振动部接合、并且具有由第一电极和第二电极夹着的压电体层的压电体膜，
在此，第一电极具备NaxM1-x层13，压电体层为（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15，（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15形成在NaxM1-x层13上，M表示Pt、Ir或PtIr，x表示0.002以上0.02以下的值，
NaxM1-x层13和（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15均仅具有（001）取向、仅具有（110）取向或仅具有（111）取向；
通过对振动部施加振动，通过第一电极和第二电极得到电力的工序（b）。
发明效果
本发明提供一种具有高的结晶取向性和高的压电常数的NBT-BT无铅压电体膜。
本发明提供一种具备上述无铅压电体膜的喷墨头和使用该喷墨头形成图像的方法。
本发明提供一种具备上述无铅压电体膜的角速度传感器和使用该角速度传感器测定角速度的方法。
本发明提供一种具备上述无铅压电体膜的压电发电元件和使用该压电发电元件发电的方法。
附图说明
图1A为实施方式的压电体膜的截面图。
图1B为表示图1A所示的压电体膜的变形例的图。
图2表示实施例A1～实施例A4和比较例A1～比较例A2的压电体膜的X射线衍射图谱。
图3表示实施例A5～实施例A9和比较例A3～比较例A4的压电体膜的X射线衍射图谱。
图4表示实施例B1～实施例B6和比较例B1～比较例B2的压电体膜的X射线衍射图谱。
图5表示实施例C1～实施例C6和比较例C1～比较例C2的压电体膜的X射线衍射图谱。
图6为示意性地表示本发明的喷墨头的一个例子的、部分地表示了该喷墨头的截面的立体图。
图7为示意性地表示图6所示的喷墨头的包括压力室部件和致动器部的主要部分的、部分地表示了该主要部分的截面的分解立体图。
图8为示意性地表示图6所示的喷墨头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9为示意性地表示本发明的角速度传感器的一个例子的立体图。
图10为表示图9所示的角速度传感器的截面E1的截面图。
图11为示意性地表示本发明的压电发电元件的一个例子的立体图。
图12为表示图11所示的压电发电元件的截面F1的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。在以下的说明中，对相同的部件标注相同的符号。由此，能够省略重复的说明。
图1A表示实施方式的压电体膜。图1A所示的压电体膜1a具有叠层结构16a。该叠层结构16a具备NaxM1-x层13和（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15。NaxM1-x层13作为第一电极层起作用。叠层结构16a还具备第二电极层17。（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15被夹在第一电极层13和第二电极层17之间。第一电极层13和第二电极层17用于对（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15施加电压。
NaxM1-x层13和（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15均仅具有（001）取向、仅具有（110）取向或仅具有（111）取向。更详细地说，NaxM1-x层13仅具有（001）取向、仅具有（110）取向或仅具有（111）取向。同样，（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15仅具有（001）取向、仅具有（110）取向或仅具有（111）取向。另外，NaxM1-x层13具有与（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15相同的取向。
换言之，在NaxM1-x层13仅具有（001）取向的情况下，（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15也仅具有（001）取向。在NaxM1-x层13仅具有（001）取向的情况下，（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15不具有（110）取向或（111）取向那样的其他取向。参照后述的实施例A。
同样，在NaxM1-x层13仅具有（110）取向的情况下，（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15也仅具有（110）取向。在NaxM1-x层13仅具有（110）取向的情况下，（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15不具有（001）取向或（111）取向那样的其他取向。参照后述的实施例B。
在NaxM1-x层13仅具有（111）取向的情况下，（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15也仅具有（111）取向。在NaxM1-x层13仅具有（111）取向的情况下，（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15不具有（001）取向或（110）取向那样的其他取向。参照后述的实施例C。
NaxM1-x层13中含有的金属“M”表示Pt、Ir、或PtIr。
文字x表示0.002以上0.02以下的值。在x的值小于0.002的情况下，结晶取向性和压电常数低。参照后述的比较例A1、比较例A3、比较例B1和比较例C1。
当x的值超过0.02时，结晶取向性和压电常数低。参照后述的比较例A2、比较例A4、比较例B2和比较例C2。
叠层的这些层13和15优选相互接触。（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15作为压电体层起作用。（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15虽然不含铅，但是仍具有高的结晶取向性和高的压电常数。（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15具有与PZT层相同的压电性能。
NaxM1-x层13典型地能够利用溅射法形成。NaxM1-x层13也能够利用脉冲激光沉积法（PLD法）、化学气相沉积法（CVD法）、溶胶凝胶法或气溶胶沉积法（AD法）那样的薄膜形成方法形成。
NaxM1-x层13的厚度没有限定。作为一个例子，NaxM1-x层13的厚度约为2纳米以上。
（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15的厚度也没有限定。（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15的厚度例如为0.5微米以上10微米以下。
（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15具有由化学式ABO3表示的钙钛矿的结晶结构。位置A为Bi、Na和Ba。位置B为Ti。（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15可以含有微量的杂质。该杂质典型地可以为置换位置A的Na的Li和K、以及置换Ba的Sr和Ca。该杂质典型地可以为置换位置B的Ti的Zr。其他的杂质例如可以为Mn、Fe、Nb和Ta。几种杂质能够使（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15的结晶性和压电性能提高。
（Na，Bi）TiO3-BaTiO3层15可以含有其他的钙钛矿型的结晶。该结晶的例子为BiFeO3、BiCoO3、Bi（Zn，Ti）O3、Bi（Mg，Ti）O3、LiNbO3、NaNbO3或KNbO3。该结晶能够使压电性能提高。能够使用两种以上的其他的钙钛矿型的结晶。
（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15典型地可以利用溅射法形成。（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15也能够利用例如PLD法、CVD法、溶胶凝胶法、AD法那样的其他的薄膜形成方法形成。
第二电极层17的材料的例子为具有低电阻的金属。第二电极层17的材料的其他例子为NiO、RuO2、IrO3、SrRuO3或LaNiO3那样的氧化物导电体。第二电极层17能够由2种以上的这些材料构成。
在第二电极层17和（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15之间配置金属层，能够使两者的密合性提高。金属层的材料的例子为钛、钽、铁、钴、镍或铬。能够使用2种以上的金属。
图1B表示图1A所示的压电体膜的变形例。如图1B所示，叠层结构16b还具备基板11。NaxM1-x层13形成在基板11上。
基板11的例子如下所述：
硅基板；
MgO基板那样的具有NaCl型结构的氧化物基板；
SrTiO3基板、LaAlO3基板或NdGaO3基板那样的具有钙钛矿型结构的氧化物基板；
Al2O3基板那样的具有刚玉型结构的氧化物基板；
MgAl2O4基板那样的具有尖晶石型结构的氧化物基板；
TiO2基板那样的具有金红石型结构的氧化物基板；或
（La，Sr）（Al，Ta）O3或氧化钇稳定化氧化锆（YSZ）那样的具有立方晶系的结晶结构的氧化物基板。
可以优选使用硅单晶基板或MgO单晶基板。
在基板11的表面，能够利用外延生长法形成界面层。界面层的材料的例子为氧化钇稳定化氧化锆（YSZ）。
界面层的材料的其他例子如下所述：
CeO2那样的具有萤石型结构的材料；
MgO、BaO、SrO、TiN或ZrN那样的具有NaCl型结构的材料；
SrTiO3、LaAlO3、（La，Sr）MnO3或（La，Sr）CoO3那样的具有钙钛矿型结构的材料；或
γ-Al2O3或MgAl2O4那样的具有尖晶石型结构的材料。
可以使用2种以上的这些材料。作为一个例子，基板11可以为CeO2／YSZ／Si的叠层体。
在基板11和NaxM1-x层13之间配置金属层，能够使它们之间的密合性提高。金属层的材料的例子为Ti、Ta、Fe、Co、Ni或Cr。优选Ti。
（实施例）
以下的实施例对本发明更详细地进行说明。
实施例由实施例A、实施例B和实施例C构成。实施例A、实施例B和实施例C分别对应于（001）取向、（110）取向和（111）取向。
实施例A由实施例A1～实施例A9和比较例A1～比较例A4构成。
实施例B由实施例B1～实施例B6和比较例B1～比较例B2构成。
实施例C由实施例C1～实施例C6和比较例C1～比较例C2构成。
（实施例A1）
图1B所示的压电体膜如下制作。
首先，在MgO（001）单晶基板11上，利用溅射法形成仅具有（001）取向的NaxM1-x（x=0.01，M=Pt）层13。NaxM1-x（x=0.01，M=Pt）层13具有250纳米的厚度。溅射法的条件如下所述。
靶：与上述相同的组成
气体气氛：氩气
RF功率：15W
基板温度：摄氏300度
形成的NaxM1-x（x=0.01，M=Pt）层13用于X射线衍射分析（XRD）。其结果，观察到NaxPt1-x层13仅具有（001）取向。
NaxM1-x（x=0.01，M=Pt）层13的组成利用能量分散型X射线分光法（SEM-EDX）进行分析。确认NaxPt1-x层13中含有的Na和Pt的组成与靶的组成相同。
在NaxM1-x（x=0.01，M=Pt）层13上，利用溅射法形成仅具有（001）取向的（Na，Bi）TiO3-BaTiO3层15。溅射法的条件如下所述。
靶：与上述相同的组成
气体流量比：氩气／氧气
RF功率：170W
基板温度：摄氏650度
形成的（Na，Bi）TiO3-BaTiO3层15具有结晶相边界的附近的组成。形成的（Na，Bi）TiO3-BaTiO3层15具有2.7微米的厚度。
形成的（Na，Bi）TiO3-BaTiO3层15的组成利用能量分散型射线分光法（SEM-EDX）进行分析。确认形成的（Na，Bi）TiO3-BaTiO3层15中含有的Na、Bi、Ba和Ti的组成与靶的组成相同。
最后，利用蒸镀法在（Na，Bi）TiO3-BaTiO3层15上形成具有100纳米厚度的金层。金层作为第二电极层17起作用。这样，得到实施例A1的压电体膜。
（X射线衍射分析）
形成的（Na，Bi）TiO3-BaTiO3层15用于X射线衍射分析，对其结晶结构进行分析。X射线衍射分析通过对（Na，Bi）TiO3-BaTiO3层15照射X射线来进行。
图2表示X射线衍射的结果，即X射线衍射的图谱。在其他的实施例和比较例中，也使用相同的X射线衍射法。图2不仅表示实施例A1的X射线衍射的结果，也表示实施例A2～实施例A4和比较例A1～A2的X射线解析的结果。图3表示实施例A5～实施例A9和比较例A3～A4的X射线解析的结果。
如图2所示，除了来自MgO（001）单晶基板11和NaxM1-x（x=0.01，M=Pt）层13的反射峰以外，仅观察到来自具有（001）取向的（Na，Bi）TiO3-BaTiO3层15的反射峰。该（001）反射峰的强度为139247cps的非常高的值。图2所示的图谱表明实施例1的（Na，Bi）TiO3-BaTiO3层15具有极高的（001）结晶取向性。
（压电常数d31的测定）
压电体膜的压电性能如下进行评价。将压电体膜切成宽2mm，加工成悬臂状。接着，通过激光位移计测定在第一电极13和第二电极17之间施加电位差使悬臂位移而得到的位移量。接着，将测定的位移量转换为压电常数d31。
实施例A1中制作的压电体膜的压电常数d31为-128pC／N。实施例A1的压电体膜具有比后述的比较例1～2的压电体膜优异的压电特性。
（实施例A2）
除了x=0.002以外，与实施例A1同样地进行实验。
（实施例A3）
除了x=0.02以外，与实施例A1同样地进行实验。
（实施例A4）
除了在（Na，Bi）TiO3-BaTiO3层15中以0.2mol%的浓度添加有锰作为添加物以外，与实施例A1同样地进行实验。
（实施例A5）
除了使用Ir代替Pt作为NaxM1-x层13的金属M以外，进行与实施例A1同样的实验。
（实施例A6）
除了使用Ir代替Pt作为NaxM1-x层13的M、并使x=0.002以外，进行与实施例A1同样的实验。
（实施例A7）
除了使用Ir代替Pt作为NaxM1-x层13的M、并使x=0.02以外，进行与实施例A1同样的实验。
（实施例A8）
除了使用Ir代替Pt作为NaxM1-x层13的M、并在（Na，Bi）TiO3-BaTiO3层15中以0.2mol%的浓度添加有锰作为添加物以外，进行与实施例A1同样的实验。
（实施例A9）
除了使用Pt0.5Ir0.5代替Pt作为NaxM1-x层13的金属M以外，进行与实施例A1同样的实验。
（比较例A1）
除了x=0以外，与实施例A1同样地进行实验。
（比较例A2）
除了x=0.05以外，与实施例A1同样地进行实验。
（比较例A3）
除了使用Ir代替Pt作为NaxM1-x层13的M、并且x=0以外，进行与实施例A1同样的实验。
（比较例A4）
除了使用Ir代替Pt作为NaxM1-x层13的M、并且x=0.05以外，进行与实施例A1同样的实验。
表1表示实施例A1～实施例A9和比较例A1～比较例A4的结果。
[表1]
由表1可知，当x的值在0.002以上0.02以下的范围的情况下，（Na，Bi）TiO3-BaTiO3层15具有高的（001）结晶取向性和高的压电常数。
由实施例A2、实施例A6、比较例A1和比较例A3可知，x的值必须为0.002以上。
由实施例A3、实施例A7、比较例A2和比较例A4可知，x的值必须为0.02以下。
（实施例B1）
图1B所示的压电体膜如下制作。
首先，在MgO（110）单晶基板11上，利用溅射法形成仅具有（110）取向的NaxM1-x（x=0.01，M=Pt）层13。NaxM1-x（x=0.01，M=Pt）层13具有250纳米的厚度。溅射法的条件如下所述。
靶：与上述相同的组成
气体气氛：氩气
RF功率：15W
基板温度：摄氏300度
形成的NaxM1-x层13用于X射线衍射分析（XRD）。其结果，观察到NaxM1-x层13仅具有（110）取向。
NaxM1-x层13的组成利用能量分散型X射线分光法（SEM-EDX）进行分析。确认NaxM1-x层13中含有的Na和M的组成与靶的组成相同。
在NaxM1-x层13上，利用溅射法形成仅具有（110）取向的（Na，Bi）TiO3-BaTiO3层15。溅射法的条件如下所述。
靶：与上述相同的组成
气体流量比：氩气／氧气
RF功率：170W
基板温度：摄氏650度
形成的（Na，Bi）TiO3-BaTiO3层15具有结晶相边界的附近的组成。形成的（Na，Bi）TiO3-BaTiO3层15具有2.7微米的厚度。
形成的（Na，Bi）TiO3-BaTiO3层15的组成利用能量分散型射线分光法（SEM-EDX）进行分析。确认形成的（Na，Bi）TiO3-BaTiO3层15中含有的Na、Bi、Ba和Ti的组成与靶的组成相同。
最后，利用蒸镀法在（Na，Bi）TiO3-BaTiO3层15上形成具有100纳米厚度的金层。金层作为第二电极层17起作用。这样，得到实施例B1的压电体膜。
（X射线衍射分析）
形成的（Na，Bi）TiO3-BaTiO3层15用于X射线衍射分析，对其结晶结构进行分析。X射线衍射分析通过对（Na，Bi）TiO3-BaTiO3层15照射X射线来进行。
图4表示X射线衍射的结果，即X射线衍射的图谱。在其他的实施例和其他的比较例中，也使用相同的X射线衍射法。图4不仅表示实施例B1的X射线衍射的结果，也表示实施例B2～实施例B6和比较例B1～比较例B2的X射线解析的结果。
如图4所示，除了来自MgO（110）单晶基板11和NaxM1-x层13的反射峰以外，仅观察到来自具有（110）取向的（Na，Bi）TiO3-BaTiO3层15的反射峰。该（110）反射峰的强度为1110811cps的非常高的值。图2所示的图谱表明实施例1的（Na，Bi）TiO3-BaTiO3层15具有极高的（110）结晶取向性。
（压电常数d31的测定）
压电体膜的压电性能如下进行评价。将压电体膜切成宽2mm，加工成悬臂状。接着，通过激光位移计测定在第一电极13和第二电极17之间施加电位差使悬臂位移而得到的位移量。接着，将测定的位移量转换为压电常数d31。
实施例B1中制作的压电体膜的压电常数d31为-171pC／N。实施例1的压电体膜具有比后述的比较例B1～比较例B2的压电体膜优异的压电特性。
（实施例B2）
除了x=0.002以外，与实施例B1同样地进行实验。
（实施例B3）
除了x=0.02以外，与实施例B1同样地进行实验。
（实施例B4）
除了在（Na，Bi）TiO3-BaTiO3层15中以0.2mol%的浓度添加有锰作为添加物以外，与实施例B1同样地进行实验。
（实施例B5）
除了NaxM1-x层13的金属M为Ir以外，与实施例B1同样地进行实验。
（实施例B6）
除了NaxM1-x层13的金属M为Ir0.5Pt0.5以外，与实施例B1同样地进行实验。
（比较例1）
除了x=0以外，与实施例1同样地进行实验。
（比较例2）
除了x=0.05以外，与实施例1同样地进行实验。
表2表示实施例B1～实施例B6和比较例B1～比较例B2的结果。
[表2]
与实施例A同样，由表2可知，当x的值在0.002以上0.02以下的范围的情况下，（Na，Bi）TiO3-BaTiO3层15具有高的（110）结晶取向性和高的压电常数。
（实施例C）
除了使用MgO（111）单晶基板11代替MgO（110）单晶基板11以外，进行与实施例B同样的实验。在实施例C中，在MgO（111）单晶基板11上，形成仅具有（111）取向的NaxM1-x层13。在该NaxM1-x层13上，形成仅具有（111）取向的（Na，Bi）TiO3-BaTiO3层15。
表3表示由实施例C1～实施例C6和比较例C1～比较例C2构成实施例C的结果。图5也表示实施例C1～实施例B6和比较例C1～比较例C2的X射线解析的结果。
[表3]
与实施例A同样，由表3可知，当x的值在0.002以上0.02以下的范围的情况下，（Na，Bi）TiO3-BaTiO3层15具有高的（111）结晶取向性和高的压电常数。
下面，对具备上述压电体膜的本发明的喷墨头、角速度传感器和压电发电元件进行说明。详细内容请参照专利文献3。专利文献4和专利文献5分别为与专利文献3对应的美国专利公报和中国公开公报。
[喷墨头]
以下，参照图6～图8对本发明的喷墨头进行说明。
图6表示本发明的喷墨头的一个方式。图7为表示图6所示的喷墨头100的包括压力室部件和致动器部的主要部分的分解图。
图6和图7中的符号A表示压力室部件。压力室部件A具备在其厚度方向（图的上下方向）上贯通的贯通孔101。图7所示的贯通孔101为在压力室部件A的厚度方向上被切断的该贯通孔101的一部分。符号B表示具备压电体膜和振动层的致动器部。符号C表示具备共用液室105和墨水流路107的墨水流路部件C。压力室部件A、致动器部B和墨水流路部件C，以压力室部件A由致动器部B和墨水流路部件C夹着的方式相互接合。在压力室部件A、致动器部B和墨水流路部件C相互接合的状态下，贯通孔101形成收容从共用液室105供给的墨水的压力室102。
致动器部B具备的压电体膜和振动层，在俯视时与压力室102重叠。图6和图7中的符号103表示作为压电体膜的一部分的个别电极层。如图6所示，喷墨头100具备在俯视时配置成交错状的2个以上的个别电极层103，即具备压电体膜。
墨水流路部件C具备在俯视时配置成条状的2个以上的共用液室105。在图6和图7中，各共用液室105在俯视时与2个以上的压力室102重叠。共用液室105沿喷墨头100的墨水供给方向（图6中的箭头方向）延伸。墨水流路部件C具备：将共用液室105内的墨水供给到压力室102的供给口106；和将压力室102内的墨水从喷嘴孔108喷出的墨水流路107。通常，1个供给孔106和1个喷嘴孔108，与1个压力室102对应。喷嘴孔108形成在喷嘴板D上。喷嘴板D以与压力室部件A一起夹着墨水流路部件C的方式与墨水流路部件C接合。
图6中的符号E表示IC芯片。IC芯片E通过接合线BW与在致动器部B的表面露出的个别电极层103电连接。为了使图6清楚，在图6中仅表示一部分的接合线BW。
图7表示包括压力室部件A和致动器部B的主要部分的结构。图8表示压力室部件A和致动器部B的与墨水供给方向（图6中的箭头方向）正交的截面。致动器部B具备具有由第一电极（个别电极层103）和第二电极（共用电极层112）夹着的压电体层15的压电体膜104（104a-104d）。1个个别电极层103与1个压电体膜104a～104d对应。共用电极层112为压电体膜104a～104d共用的电极。
如图8中由虚线包围的那样，上述的压电体膜104配置在喷墨头内部。该压电体膜为在标题为[压电体膜]的部分说明的压电体膜。
[使用喷墨头的图像形成方法]
本发明的形成图像的方法包括：在上述的本发明的喷墨头中，通过第一电极和第二电极（即，个别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振动层的膜厚方向上产生位移以使压力室的容积变化的工序；和利用该位移使墨水从压力室喷出的工序。
通过一边使纸那样的图像形成对象物与喷墨头之间的相对位置变化，一边使对压电体层施加的电压变化来控制来自喷墨头的墨水的喷出时刻和喷出量，从而在对象物的表面形成图像。本说明书中使用的用语“图像”包括文字。换言之，利用本发明的形成图像的方法，可以在纸那样的印刷对象物上印刷文字、图画、图形等。在该方法中，能够形成具有高表现力的印刷。
[角速度传感器]
图9表示本发明的角速度传感器的一个例子。图10表示图9所示的角速度传感器21a的截面E1。图9所示的角速度传感器21a为所谓的音叉型角速度传感器。这能够用于车辆用导航装置和数字静态照相机的手抖校正传感器。
图9所示的角速度传感器21a具备：具有振动部200b的基板200；和与振动部200b接合的压电体膜208。
基板200具备：固定部200a、和从固定部200a向规定的方向延伸的一对臂（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9中为Y方向。当从基板200的厚度方向（图9中的Z方向）看时，基板200具有具备2根臂（振动部200b）的音叉的形状。
构成基板200的材料没有限定。该材料例如为Si、玻璃、陶瓷、金属。基板200能够为Si单晶基板。基板200的厚度，只要能够表现出作为角速度传感器21a的功能就没有限定。更具体而言，基板200的厚度为0.1mm以上0.8mm以下。固定部200a的厚度可以不同于振动部200b的厚度。
压电体膜208与振动部200b接合。该压电体膜208为在标题为[压电体膜]的部分说明的压电体膜。如图9和图10所示，该压电体膜208具备第一电极13（202）、压电体层15和第二电极17（205）。
第二电极205具备包括驱动电极206和感应电极207的电极组。驱动电极206对压电体层15施加使振动部200b振动的驱动电压。感应电极207测定由于对振动部200b施加的角速度而在振动部200b产生的变形。振动部200b的振动方向通常为其宽度方向（图9中的X方向）。更具体而言，在图9所示的角速度传感器中，在振动部200b的宽度方向上相对的两端部，沿振动部200b的长度方向（图9的Y方向）设置有一对驱动电极206。能够在振动部200b的宽度方向上相对的一个端部设置1根驱动电极206。在图9所示的角速度传感器中，感应电极207沿振动部200b的长度方向设置、并且被夹在一对驱动电极206之间。在振动部200b上能够设置多个感应电极207。由感应电极207测定的振动部200b的变形，通常为其厚度方向（图9中的Z方向）的弯曲。
在本发明的角速度传感器中，选自第一电极和第二电极中的一个电极，能够由包括驱动电极和感应电极的电极组构成。在图9所示的角速度传感器21a中，第二电极205由该电极组构成。也可以与该角速度传感器不同，第一电极202由该电极组构成。
在第一电极202的端部、驱动电极206的端部和感应电极207的端部，分别形成有连接端子202a、206a和207a。各连接端子的形状和位置没有限定。在图9中，连接端子设置在固定部200a上。
在图9所示的角速度传感器中，压电体膜208与振动部200b和固定部200a两者接合。但是，只要压电体膜208能够使振动部200b振动、并且能够利用压电体膜208测定振动部200b产生的变形，压电体膜208的接合状态就没有限定。例如，压电体膜208能够仅与振动部200b接合。
本发明的角速度传感器能够具有2个以上的由一对振动部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，能够作为2轴或3轴的角速度传感器起作用。图9所示的角速度传感器具有由一对振动部200b构成的1个振动部组。
[利用角速度传感器测定角速度的方法]
本发明的测定角速度的方法具有：使用本发明的角速度传感器，对压电体层施加驱动电压，使基板的振动部振动的工序；和通过测定由于振动中对振动部施加的角速度而在振动部产生的变形，得到该角速度的值的工序。在第一电极和第二电极中不作为驱动电极和感应电极起作用的电极（另一个电极）与驱动电极之间施加驱动电压，对压电体层施加驱动电压。另一个电极和感应电极测定由于角速度而在振动中在振动部产生的变形。
以下，对使用图9所示的角速度传感器21a的角速度的测定方法进行说明。与振动部200b的固有振动共振的频率的驱动电压，通过第一电极202和驱动电极206施加于压电体层15，使振动部200b振动。驱动电压例如能够通过将第一电极202接地、并且使驱动电极206的电位变化来施加（换言之，驱动电压是第一电极202与驱动电极206之间的电位差）。角速度传感器21a具有排列成音叉形状的一对振动部200b。通常，向一对振动部200b各自具有的各驱动电极206，分别施加正负彼此相反的电压。由此，能够使各振动部200b以向彼此相反的方向振动的模式（相对于图9所示的旋转中心轴L对称地振动的模式）振动。在图9所示的角速度传感器21a中，振动部200b在其宽度方向（X方向）上振动。也能够通过仅使一对振动部200b中的一个振动来测定角速度。但是，为了高精度的测定，优选使两个振动部200b以向彼此相反的方向振动的模式振动。
对于振动部200b正在振动的角速度传感器21a，在施加相对于其旋转中心轴L的角速度ω时，各振动部200b由于哥氏力而在厚度方向（Z方向）上弯曲。在一对振动部200b以向彼此相反的方向振动的模式振动的情况下，各振动部200b向彼此相反的方向弯曲相同的变化量。相应于该弯曲，与振动部200b接合的压电体层15也弯曲，在第一电极202与感应电极207之间，产生与压电体层15的弯曲相应的电位差、即与产生的哥氏力对应的电位差。通过测定该电位差的大小，能够测定对角速度传感器21a施加的角速度ω。
哥氏力Fc与角速度ω之间以下的关系成立：
Fc=2mvω。
在此，v为振动中振动部200b的振动方向的速度。m为振动部200b的质量。如该式所示，能够由哥氏力Fc算出角速度ω。
[压电发电元件]
图11表示本发明的压电发电元件的一个例子。图12表示图11所示的压电发电元件22a的截面F1。压电发电元件22a是将从外部提供的机械振动转换成电能的元件。压电发电元件22a适合应用于由车辆和机械的动力振动和行驶振动、以及在步行时产生的振动中包含的各种振动进行发电的独立的电源装置。
图11所示的压电发电元件22a具备：具有振动部300b的基板300、和与振动部300b接合的压电体膜308。
基板300具有：固定部300a、和由从固定部300a向规定的方向延伸的梁构成的振动部300b。构成固定部300a的材料，可以与构成振动部300b的材料相同。但是，这些材料也可以相互不同。由相互不同的材料构成的固定部300a，可以与振动部300b接合。
构成基板300的材料没有限定。该材料例如为Si、玻璃、陶瓷、金属。基板300可以为Si单晶基板。基板300例如具有0.1mm以上0.8mm以下的厚度。固定部300a可以具有与振动部300b的厚度不同的厚度。振动部300b的厚度可以进行调整，使得：使振动部300b的共振频率变化以能够进行高效率的发电。
重物负荷306与振动部300b接合。重物负荷306对振动部300b的共振频率进行调整。重物负荷306例如为Ni的蒸镀薄膜。重物负荷306的材料、形状和质量以及重物负荷306所接合的位置，能够根据需求的振动部300b的共振频率进行调整。重物负荷306能够省略。在不调整振动部300b的共振频率的情况下，不需要重物负荷306。
压电体膜308与振动部300b接合。该压电体膜308为在标题为[压电体膜]的部分说明的压电体膜。如图11和图12所示，该压电体膜308具备第一电极13（302）、压电体层15和第二电极17（305）。
在图11所示的压电发电元件中，第一电极302的一部分露出。该一部分能够作为连接端子302a起作用。
在图11所示的压电发电元件中，压电体膜308能够与振动部300b和固定部300a两者接合。压电体膜308能够仅与振动部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，能够增大产生的电量。通过使各振动部300b所具有的共振频率变化，能够应对由宽范围的频率成分构成的机械振动。
[使用压电发电元件的发电方法]
通过对上述的本发明的压电发电元件施加振动，能够通过第一电极和第二电极得到电力。
当从外部对压电发电元件22a施加机械振动时，振动部300b开始相对于固定部300a上下弯曲的振动。该振动在压电体层15中产生由压电效应引起的电动势。这样，在夹持压电体层15的第一电极302与第二电极305之间产生电位差。压电体层15所具有的压电性能越高，在第一电极和第二电极间产生的电位差越大。特别是在振动部300b的共振频率接近从外部对元件提供的机械振动的频率的情况下，振动部300b的振幅增大，由此发电特性提高。因此，优选利用重物负荷306进行调整，使得振动部300b的共振频率接近从外部对元件提供的机械振动的频率。
此外，可以在NaxM1-x层13与基板11之间进一步形成金属电极层，使其作为对（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15施加电压的电极层起作用。
产业上的可利用性
本发明的NBT-BT压电体膜能够用于喷墨头、角速度传感器和压电发电元件。
符号说明
11：基板；13：NaxM1-x层（第一电极）；15：（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15；17：导电层（第二电极）。

Claims (13)

1.一种压电体膜，其特征在于，具备：
NaxM1-x层和(Bi，Na)TiO3-BaTiO3层，
在此，
所述(Bi，Na)TiO3-BaTiO3层形成在所述NaxM1-x层上，
M表示Pt、Ir或PtIr，
x表示0.002以上0.02以下的值，
所述NaxM1-x层和所述(Bi，Na)TiO3-BaTiO3层均仅具有(001)取向、仅具有(110)取向或仅具有(111)取向，
所述(Bi，Na)TiO3-BaTiO3层与所述NaxM1-x层接触，所述NaxM1-x层作为电极层起作用。
2.如权利要求1所述的压电体膜，其特征在于：
所述(Bi，Na)TiO3-BaTiO3层还含有Mn。
3.一种喷墨头，其特征在于，具备：
具有由第一电极和第二电极夹着的压电体层的压电体膜；
与所述压电体膜接合的振动层；和
具有收容墨水的压力室、并且与所述振动层中所述压电体膜接合的面的相反侧的面接合的压力室部件，
所述振动层与所述压电体膜接合，使得所述振动层根据基于压电效应的所述压电体膜的位移在该振动层的膜厚方向上产生位移，
所述振动层与所述压力室部件相互接合，使得所述压力室的容积根据所述振动层的位移而变化，并且根据所述压力室的容积的变化，所述压力室内的墨水被喷出，
所述第一电极具备NaxM1-x层，
所述压电体层为(Bi，Na)TiO3-BaTiO3层，
所述(Bi，Na)TiO3-BaTiO3层形成在所述NaxM1-x层上，
M表示Pt、Ir或PtIr，
x表示0.002以上0.02以下的值，
所述NaxM1-x层和所述(Bi，Na)TiO3-BaTiO3层均仅具有(001)取向、仅具有(110)取向或仅具有(111)取向，
所述(Bi，Na)TiO3-BaTiO3层与所述NaxM1-x层接触。
4.如权利要求3所述的喷墨头，其特征在于：
所述(Bi，Na)TiO3-BaTiO3层还含有Mn。
5.一种使用喷墨头形成图像的方法，其特征在于，具备以下的工序：
准备所述喷墨头的工序(a)，
其中，所述喷墨头具备：
具有由第一电极和第二电极夹着的压电体层的压电体膜，
与所述压电体膜接合的振动层，和
具有收容墨水的压力室、并且与所述振动层中所述压电体膜接合的面的相反侧的面接合的压力室部件，
在此，
所述振动层与所述压电体膜接合，使得所述振动层根据基于压电效应的所述压电体膜的位移在该振动层的膜厚方向上产生位移，
所述振动层与所述压力室部件相互接合，使得所述压力室的容积根据所述振动层的位移而变化，并且根据所述压力室的容积的变化，所述压力室内的墨水被喷出，
所述第一电极具备NaxM1-x层，
所述压电体层为(Bi，Na)TiO3-BaTiO3层，
所述(Bi，Na)TiO3-BaTiO3层形成在所述NaxM1-x层上，
M表示Pt、Ir或PtIr，
x表示0.002以上0.02以下的值，
所述NaxM1-x层和所述(Bi，Na)TiO3-BaTiO3层均仅具有(001)取向、仅具有(110)取向或仅具有(111)取向；和
通过所述第一电极和第二电极对所述压电体层施加电压，由此，基于压电效应，使所述振动层在该层的膜厚方向上产生位移，使得所述压力室的容积变化，利用该位移使墨水从所述压力室喷出的工序(b)，
所述(Bi，Na)TiO3-BaTiO3层与所述NaxM1-x层接触。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：
所述(Bi，Na)TiO3-BaTiO3层还含有Mn。
7.一种角速度传感器，其特征在于，具备：
具有振动部的基板；和
与所述振动部接合、并且具有由第一电极和第二电极夹着的压电体层的压电体膜，
所述第一电极具备NaxM1-x层，
所述压电体层为(Bi，Na)TiO3-BaTiO3层，
所述(Bi，Na)TiO3-BaTiO3层形成在所述NaxM1-x层上，
M表示Pt、Ir或PtIr，
x表示0.002以上0.02以下的值，
所述NaxM1-x层和所述(Bi，Na)TiO3-BaTiO3层均仅具有(001)取向、仅具有(110)取向或仅具有(111)取向，
选自所述第一电极和第二电极中的一个电极由包括驱动电极和感应电极的电极组构成，其中，所述驱动电极对所述压电体层施加使所述振动部振动的驱动电压，所述感应电极用于测定由于振动中对所述振动部施加的角速度而在所述振动部产生的位移，
所述(Bi，Na)TiO3-BaTiO3层与所述NaxM1-x层接触。
8.如权利要求7所述的角速度传感器，其特征在于：
所述(Bi，Na)TiO3-BaTiO3层还含有Mn。
9.一种使用角速度传感器测定角速度的方法，其特征在于，具备以下的工序：
准备所述角速度传感器的工序(a)，
在此，所述角速度传感器具备：
具有振动部的基板，和
与所述振动部接合、并且具有由第一电极和第二电极夹着的压电体层的压电体膜，
在此，
所述第一电极具备NaxM1-x层，
所述压电体层为(Bi，Na)TiO3-BaTiO3层，
所述(Bi，Na)TiO3-BaTiO3层形成在所述NaxM1-x层上，
M表示Pt、Ir或PtIr，
x表示0.002以上0.02以下的值，
所述NaxM1-x层和所述(Bi，Na)TiO3-BaTiO3层均仅具有(001)取向、仅具有(110)取向或仅具有(111)取向，
选自所述第一电极和第二电极中的一个电极由包括驱动电极和感应电极的电极组构成；
通过选自所述第一电极和第二电极中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动的工序(b)；和
通过所述另一个电极和所述感应电极测定由于振动中对所述振动部施加的角速度而在所述振动部产生的位移，由此得到所述施加的角速度的值的工序(c)，
所述(Bi，Na)TiO3-BaTiO3层与所述NaxM1-x层接触。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于：
所述(Bi，Na)TiO3-BaTiO3层还含有Mn。
11.一种压电发电元件，其特征在于，具备：
具有振动部的基板；和
与所述振动部接合、并且具有由第一电极和第二电极夹着的压电体层的压电体膜，
在此，
所述第一电极具备NaxM1-x层，
所述压电体层为(Bi，Na)TiO3-BaTiO3层，
所述(Bi，Na)TiO3-BaTiO3层形成在所述NaxM1-x层上，
M表示Pt、Ir或PtIr，
x表示0.002以上0.02以下的值，
所述NaxM1-x层和所述(Bi，Na)TiO3-BaTiO3层均仅具有(001)取向、仅具有(110)取向或仅具有(111)取向，
所述(Bi，Na)TiO3-BaTiO3层与所述NaxM1-x层接触。
12.如权利要求11所述的压电发电元件，其特征在于：
所述(Bi，Na)TiO3-BaTiO3层还含有Mn。
13.一种使用压电发电元件发电的方法，其特征在于，具备：
准备所述压电发电元件的工序(a)，
其中，所述压电发电元件具备：
具有振动部的基板，和
与所述振动部接合、并且具有由第一电极和第二电极夹着的压电体层的压电体膜，
在此，
所述第一电极具备NaxM1-x层，
所述压电体层为(Bi，Na)TiO3-BaTiO3层，
所述(Bi，Na)TiO3-BaTiO3层形成在所述NaxM1-x层上，
M表示Pt、Ir或PtIr，
x表示0.002以上0.02以下的值，
所述NaxM1-x层和所述(Bi，Na)TiO3-BaTiO3层均仅具有(001)取向、仅具有(110)取向或仅具有(111)取向；和
通过对所述振动部施加振动，通过所述第一电极和第二电极得到电力的工序(b)，
所述(Bi，Na)TiO3-BaTiO3层与所述NaxM1-x层接触。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012104945A1 (ja) * 2011-02-03 2012-08-09 パナソニック株式会社 圧電体薄膜とその製造方法、インクジェットヘッド、インクジェットヘッドを用いて画像を形成する方法、角速度センサ、角速度センサを用いて角速度を測定する方法、圧電発電素子ならびに圧電発電素子を用いた発電方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102113145A (zh) * 2009-01-20 2011-06-29 松下电器产业株式会社 压电体薄膜及其制造方法、喷墨头、使用喷墨头形成图像的方法、角速度传感器、使用角速度传感器测定角速度的方法、压电发电元件以及使用了压电发电元件的发电方法
CN102165618A (zh) * 2009-04-20 2011-08-24 松下电器产业株式会社 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

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN85100513B (zh) * 1985-04-01 1987-08-19 中国科学院上海硅酸盐研究所 钛酸铋钠钡系超声用压电陶瓷材料
US7195670B2 (en) * 2000-06-27 2007-03-27 California Institute Of Technology High throughput screening of crystallization of materials
JP5044902B2 (ja) * 2005-08-01 2012-10-10 日立電線株式会社 圧電薄膜素子
US7585474B2 (en) * 2005-10-13 2009-09-08 The Research Foundation Of State University Of New York Ternary oxide nanostructures and methods of making same
EP2062850A3 (en) 2007-11-08 2009-10-14 C. EN. Limited Apparatus for storage and liberation of compressed hydrogen gas in microcylindrical arrays and system for filling the microcylindrical arrays
WO2010047049A1 (ja) 2008-10-24 2010-04-29 パナソニック株式会社 圧電体薄膜とその製造方法、角速度センサ、角速度センサによる角速度の測定方法、圧電発電素子ならびに圧電発電素子を用いた発電方法
CN102272963B (zh) * 2009-10-13 2013-11-06 松下电器产业株式会社 压电体薄膜、喷墨头、使用喷墨头形成图像的方法、角速度传感器、使用角速度传感器测定角速度的方法、压电发电元件以及使用压电发电元件的发电方法
WO2011129072A1 (ja) 2010-04-15 2011-10-20 パナソニック株式会社 圧電体薄膜、インクジェットヘッド、インクジェットヘッドを用いて画像を形成する方法、角速度センサ、角速度センサを用いて角速度を測定する方法、圧電発電素子ならびに圧電発電素子を用いた発電方法
CN102640315B (zh) * 2010-06-16 2014-11-26 松下电器产业株式会社 压电体膜、喷墨头、使用喷墨头形成图像的方法、角速度传感器、使用角速度传感器测定角速度的方法、压电发电元件以及使用压电发电元件的发电方法
WO2011158492A1 (ja) * 2010-06-16 2011-12-22 パナソニック株式会社 圧電体膜、インクジェットヘッド、インクジェットヘッドを用いて画像を形成する方法、角速度センサ、角速度センサを用いて角速度を測定する方法、圧電発電素子ならびに圧電発電素子を用いた発電方法
CN102844901B (zh) 2010-06-16 2014-10-08 松下电器产业株式会社 压电体膜、喷墨头、使用喷墨头形成图像的方法、角速度传感器、使用角速度传感器测定角速度的方法、压电发电元件以及使用压电发电元件的发电方法
CN102844900B (zh) 2010-06-30 2014-10-29 松下电器产业株式会社 喷墨头、使用喷墨头形成图像的方法、角速度传感器、使用角速度传感器测定角速度的方法、压电发电元件以及使用压电发电元件的发电方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102113145A (zh) * 2009-01-20 2011-06-29 松下电器产业株式会社 压电体薄膜及其制造方法、喷墨头、使用喷墨头形成图像的方法、角速度传感器、使用角速度传感器测定角速度的方法、压电发电元件以及使用了压电发电元件的发电方法
CN102165618A (zh) * 2009-04-20 2011-08-24 松下电器产业株式会社 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

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