CN103890987A - 压电体膜及其制造方法、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该压电发电元件的发电方法 - Google Patents

压电体膜及其制造方法、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该压电发电元件的发电方法 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于提供具有高结晶取向性和高强介电特性的NBT-BT非铅压电体膜。本发明的压电体膜具备仅具有（001）取向的(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层。(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层形成在NaxM1-x层之上，M表示Pt、Ir或PtIr，Q表示Fe、Co、Zn0.5Ti0.5或Mg0.5Ti0.5，x表示0.002以上0.02以下的值，而且，α表示0.20以上0.50以下的值。

Description

压电体膜及其制造方法、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该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及其制造方法。并且，本发明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元件的发电方法。
背景技术
钙钛矿型复合氧化物［（Bi，Na）1-βBaβ］TiO3（以下称为“NBT-BT”）作为非铅（lead-free）强介电材料现在在研究开发中。
专利文献1和非专利文献1公开有在NBT-BT层具备具有3～15％的钡摩尔比β（=［Ba/（Bi＋Na＋Ba）］）的准同型相界（MorphotropicPhase Boundary，MPB）附近组成的情况下，NBT-BT层具有高压电性能。
专利文献2和非专利文献2中公开钙钛矿型复合氧化物NBT-BT组合到钙钛矿氧化物BiFeO3的（1-α）（Bi,Na,Ba）TiO3―αBiFeO3。（1-α）（Bi,Na,Ba）TiO3―αBiFeO3的压电性能即使在180℃的回流焊温度下也被维持。
另外，（1-α）（Bi,Na,Ba）TiO3―αBiFeO3也作为替代PZT使用的非铅强介电材料被期待。但是，（1-α）（Bi,Na,Ba）TiO3―αBiFeO3具有比PZT低的压电性能。
含有（Bi,Na,Ba）TiO3或BiFeO3的强介电材料具有高介电损失。在介电损失高的情况下，强介电性能和压电性能显著降低。
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4140796号公报
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
非专利文献
非专利文献1：T.Takenaka et al.,Japanese Journal of AppliedPhysics,Vol.30,No.9B,(1991),pp.2236-2239
非专利文献2：E.V.Ramana et al.,Solid State Sciences,Vol.12,(2010),pp.956-962
非专利文献3：Journal of the American Ceramic Society93[4](2010)1108-1113
发明内容
发明想要解决的技术问题
本发明的目的在于提供具有高结晶取向性、低介电损失、高极化消失温度和高压电常数的非铅压电体膜。
本发明的另一目的在于提供具有上述非铅压电体膜的喷墨头、角速度传感器和压电发电元件。本发明的又一目的在于提供使用上述喷墨头形成图像的方法、使用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技术方案
A1.本发明是一种压电体膜，包括：仅具有（001）取向的NaxM1-x层；和仅具有（001）取向的(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层。
在此，(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层形成在NaxM1-x层之上，M表示Pt、Ir或PtIr，Q表示Fe、Co、Zn0.5Ti0.5或Mg0.5Ti0.5，x表示0.002以上0.02以下的值，而且，α表示0.20以上0.50以下的值。
A2.在A1中记载的压电体膜中，(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层与NaxM1-x层接触。
A3.在A1中记载的压电体膜中，(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层还含有Mn。
A4.一种喷墨头，包括：具有夹在第1电极和第2电极之间的压电体层的压电体膜；与压电体膜接合的振动层；和压力室部件，所述压力室部件具有容纳墨水的压力室，并且，接合到振动层的与压电体膜所接合的表面呈相反侧的表面。
振动层与压电体膜接合，以使得振动层相应于压电体膜基于压电效应的位移在该振动层的膜厚方向位移，振动层和压力室部件彼此接合，以使得压力室的容积与振动层的位移相应地变化，并且与压力室的容积的变化相应地排出压力室内的墨水。第1电极具备仅具有（001）取向的NaxM1-x层，压电体层是仅具有（001）取向的(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层，(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层形成在NaxM1-x层之上，M表示Pt、Ir或PtIr，Q表示Fe、Co、Zn0.5Ti0.5或Mg0.5Ti0.5，x表示0.002以上0.02以下的值，而且，α表示0.20以上0.50以下的值。
A5.在A4中记载的喷墨头中，(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层与NaxM1-x层接触。
A6.在A4中记载的喷墨头中(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层还含有Mn。
B1.一种使用喷墨头形成图像的方法，包括以下的工序（a）、（b）：
制备喷墨头的工序（a），其中，所述喷墨头包括：
具有夹在第1电极和第2电极之间的压电体层的压电体膜；与压电体膜接合的振动层；和压力室部件，所述压力室部件具有容纳墨水的压力室，并且，接合到振动层的与压电体膜所接合的表面呈相反侧的表面。在此，在喷墨头中，振动层与压电体膜接合，以使得振动层相应于压电体膜基于压电效应的位移在该振动层的膜厚方向位移，振动层和压力室部件彼此接合，以使得压力室的容积与振动层的位移相应地变化，并且与压力室的容积的变化相应地排出压力室内的墨水。
第1电极具备仅具有（001）取向的NaxM1-x层，压电体层是仅具有（001）取向的(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层，(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层形成在NaxM1-x层之上，M表示Pt、Ir或PtIr，Q表示Fe、Co、Zn0.5Ti0.5或Mg0.5Ti0.5，x表示0.002以上0.02以下的值，而且，α表示0.20以上0.50以下的值。
工序（b）中，通过借助第1电极和第2电极向压电体层施加电压，基于压电效应使振动层在振动层的膜厚方向位移，以使得压力室的容积变化，利用振动层的位移使墨水从压力室排出。
B2.在B1记载的方法中，(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层与NaxM1-x层接触。
B3.在B1记载的方法中，(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层还含有Mn。
C1.一种角速度传感器，包括：具有振动部的基板；和与振动部接合，并且具有夹在第1电极和第2电极之间的压电体层的压电体膜。
第1电极具备仅具有（001）取向的NaxM1-x层，压电体层为(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层，(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层形成在NaxM1-x层之上，M表示Pt、Ir或PtIr，Q表示Fe、Co、Zn0.5Ti0.5或Mg0.5Ti0.5，x表示0.002以上0.02以下的值，而且，α表示0.20以上0.50以下的值。选自第1电极和第2电极中的一个电极由电极组构成，电极组包括：向压电体层施加使振动部振荡的驱动电压的驱动电极；和用于测定因施加于振荡中的振动部的角速度而在振动部产生的位移的传感电极。
C2.在C1记载的角速度传感器中，(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层与NaxM1-x层接触。
C3.在C1记载的角速度传感器中，(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层还含有Mn。
D1.一种使用角速度传感器测定角速度的方法，其特征在于，包括以下的工序（a）、（b）、（c），
制备角速度传感器的工序（a），其中，
角速度传感器包括：具有振动部的基板；和与振动部接合，并且具有夹在第1电极和第2电极之间的压电体层的压电体膜。
第1电极具备仅具有（001）取向的NaxM1-x层，压电体层为(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层，(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层形成在NaxM1-x层之上，M表示Pt、Ir或PtIr，Q表示Fe、Co、Zn0.5Ti0.5或Mg0.5Ti0.5，x表示0.002以上0.02以下的值，而且，α表示0.20以上0.50以下的值。
选自第1电极和第2电极中的一个电极由包括驱动电极和传感电极的电极组构成。
工序（b）中，借助选自第1电极和第2电极中的另一个电极和驱动电极向压电体层施加驱动电压，由此使振动部振荡。
工序（c）中，借助另一个电极和传感电极测定因施加于振荡中的振动部的角速度而在振动部产生的位移，由此获得所施加的角速度的值。
D2.在D1记载的方法中，(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层与NaxM1-x层接触。
D3.在D1记载的方法中，(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层还含有Mn。
E1.一种压电发电元件，包括：具有振动部的基板；和与振动部接合，并且具有夹在第1电极和第2电极之间的压电体层的压电体膜。
第1电极具备仅具有（001）取向的NaxM1-x层，压电体层为(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层，(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层形成在NaxM1-x层之上，M表示Pt、Ir或PtIr，Q表示Fe、Co、Zn0.5Ti0.5或Mg0.5Ti0.5，x表示0.002以上0.02以下的值，而且，α表示0.20以上0.50以下的值。
E2.在E1记载的压电发电元件中，(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层与NaxM1-x层接触。
E3.在E1记载的压电发电元件中，(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层还含有Mn。
F1.一种使用压电发电元件发电的方法，包括以下的工序（a）、（b），
制备压电发电元件的工序（a）。
压电发电元件包括：具有振动部的基板；和与振动部接合，并且具有夹在第1电极和第2电极之间的压电体层的压电体膜。在此，第1电极具备仅具有（001）取向的NaxM1-x层，压电体层为(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层，(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层形成在NaxM1-x层之上，M表示Pt、Ir或PtIr，Q表示Fe、Co、Zn0.5Ti0.5或Mg0.5Ti0.5，x表示0.002以上0.02以下的值，而且，α表示0.20以上0.50以下的值。
工序（b）中，通过向振动部施加振动，借助第1电极和第2电极获得电力。
F2.在F1记载的方法中，(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层与NaxM1-x层接触。
F3.在F1记载的方法中，(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层还含有Mn。
发明效果
本发明提供具有高结晶取向性、低介电损失、高极化消失温度、高压电常数的非铅压电体膜。
本发明提供具备上述非铅压电体膜的喷墨头和使用其形成图像的方法。
本发明提供具备上述非铅压电体膜的角速度传感器使用其测定角速度的方法。
本发明提供具备上述非铅压电体膜的压电发电元件和使用其进行发电的方法。
附图说明
图1A是实施方式的压电体膜的截面图。
图1B是表示图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A3和比较例A1～比较例A2的压电体膜的X射线衍射线形。
图3表示实施例A1、实施例A4～实施例A8、和比较例A3～比较例A4的压电体膜的X射线衍射线形。
图4表示实施例A1、实施例A9和实施例A10的压电体膜的X射线衍射线形。
图5表示实施例A1和比较例A1的压电体膜的P-E磁滞曲线。
图6是示意性地表示本发明的喷墨头的一例的、部分地表示该喷墨头的截面的立体图。
图7是示意性地表示图6所示的喷墨头中的、包含压力室部件和致动器部的主要部分的、部分地表示该要部的截面的分解立体图。
图8是示意性地表示图6所示的喷墨头中的、包含压力室部件和致动器部主要部分的一例的截面图。
图9是示意性地表示本发明的角速度传感器的一例的立体图。
图10是表示图9所示的角速度传感器中的截面E1的截面图。
图11是示意性地表示本发明的压电发电元件的一例的立体图。
图12是表示图11所示的压电发电元件中的截面F1的图。
图13表示实施例B1～实施例B3和比较例B1～比较例B2的压电体膜的X射线衍射线形。
图14表示实施例B1、实施例B4～实施例B8、和比较例B3～比较例B4的压电体膜的X射线衍射线形。
图15表示实施例B1、实施例B9和实施例B10的压电体膜的X射线衍射线形。
图16表示实施例B1和比较例B1的压电体膜的P-E磁滞曲线。
图17表示实施例C1～实施例C3和比较例C1～比较例C2的压电体膜的X射线衍射线形。
图18表示实施例C1、实施例C4～实施例C8、和比较例C3～比较例C4的压电体膜的X射线衍射线形。
图19表示实施例C1、实施例C9和实施例C10的压电体膜的X射线衍射线形。
图20表示实施例C1和比较例C1的压电体膜的P-E磁滞曲线。
图21表示实施例D1～实施例D3和比较例D1～比较例D2的压电体膜的X射线衍射线形。
图22表示实施例D1、实施例D4～实施例D8和比较例D3～比较例D4的压电体膜的X射线衍射线形。
图23表示实施例D1、实施例D9和实施例D10的压电体膜的X射线衍射线形。
图24表示实施例D1和比较例D1的压电体膜的P-E磁滞曲线。
具体实施方式
以下参照附图说明本发明的实施方式。在以下的说明中，对同一部件标注同一附图标记。由此，省略重复的说明。
［用语的定义］
本说明书中使用的用语如下定义。
用语“温度Td”是指压电体层中所包含的极化因对压电体层加热而完全消失时的温度。即，压电体层在比温度Td高的温度下，极化完全消失。不具有极化的压电体层不作为压电体层发挥功能。从回流焊的观点出发，温度Td优选在180℃以上。
［压电体膜］
图1A是实施方式的压电体膜。图1A所示的压电体膜1a具有层叠结构16a。该层叠结构16a包括仅具有（001）取向的NaxM1-x层13、和仅具有（001）取向的(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15。文字“M”表示Pt、Ir或PtIr。文字“Q”表示Fe、Co、Zn0.5Ti0.5或Mg0.5Ti0.5。NaxM1-x层13作为第1电极层发挥功能。层叠结构16a还具备第2电极层17。（(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15夹在第1电极层13和第2电极层17之间。第1电极层13和第2电极层17用于对（(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15施加电压。
(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15仅具有（001）取向。换言之，(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15不具有（001）面以外的取向。例如，(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15不具有（110）取向。参照后述的比较例A1、A2、B1、B2、C1、C2、D1和D2。
同样，NaxM1-x层13也仅具有（001）取向。
文字x表示0.002以上0.02以下的值。在x的值不到0.002的情况下，结晶取向性、极化消失温度和压电常数低，介电损失高。参照后述的比较例A1、B1、C1和D1、D2。
x的值超过0.02时，结晶取向性、极化消失温度和压电常数低，介电损失高。参照后述的比较例A2、B2、C2和D2。
α的值为0.20以上0.50以下。在α的值不到0.20的情况下，极化消失温度低。参照后述的比较例A3、B3、C3和D3。
在α的值超过0.50的情况下，结晶取向性、极化消失温度和压电常数低，介电损失高。参照后述的比较例A4、B4、C4和D4。
优选层叠的这些层彼此接触。(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15作为压电体层发挥作用。(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15具有小的漏电流、高结晶性和高（001）取向性。因此，(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15不论是否含有铅，都具有高极化消失温度、低介电损失和高压电性能。(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15具有与PZT层相同的压电性能。
NaxM1-x层13典型而言能够通过溅射法形成。NaxM1-x层13也能够通过脉冲激光沉积法（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）那样的薄膜形成法形成。
NaxM1-x层13的厚度不限定。作为一个例子，NaxM1-x层13具有大约2纳米以上的厚度。
(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15的厚度不限定。厚度例如为0.5微米以上10微米以下。
(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15具有由化学式ABO3表示的钙钛矿的结晶结构。位点（site）A为Bi、Na和Ba。位点B为Ti和Q。(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15能够包含微量的杂质。该杂质典型而言能够为取代位点A中的Na的Li和K以及取代Ba的Sr和Ca。该杂质典型而言能够为取代位点B中的Ti的Zr。其它的杂质例如为Mn、Co、Al、Ga、Nb和Ta。几种杂质能够提高(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15的结晶性和压电性能。
(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15典型而言能够通过溅射法形成。(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15也能够通过例如PLD法、CVD法、溶胶-凝胶法或AD法那样的其他的薄膜形成法形成。
第2电极层17的材料例如为具有低电阻的金属。第2电极层17的材料的另外例为NiO、RuO2、IrO3、SrRuO3或LaNiO3那样的氧化物导电体。第2电极层17能够由两种以上这样的材料构成。
在第2电极层17和（Bi，Na）TiO3-BaTiO3层15之间配置金属层，能够提高两者的紧贴性。金属层的材料例如为钛、钽、铁、钴、镍或铬。能够使用两种以上的金属。
图1B是图1A所示的压电体膜的变形例。如图1B所示，层叠结构16b还包括基板11。NaxM1-x层13形成在基板11之上。
基板11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或氧化钇稳定氧化锆（YSZ）的具有立方晶系的结晶结构的氧化物基板。
优选能够使用硅单晶基板或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。界面层的材料例如为氧化钇稳定氧化锆（YSZ）。
界面层的材料的另外的例子如下所述：
能够使用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中两种以上的这些材料。作为一个例子，基板11能够为CeO2/YSZ/Si的层叠体。
在基板11和NaxM1-x层13之间配置金属层，能够提高它们之间的紧贴性。金属层的材料例如为Ti、Ta、Fe、Co、Ni或Cr。优选Ti。
（实施例）
以下的实施例更加详细说明本发明。
以下的实施例包括实施例A、实施例B、实施例C和实施例D。
实施例A中，(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15的Q为Fe。实施例A包括实施例A1～实施例A10和比较例A1～比较例A4。
实施例B中，(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15的Q为Co。实施例B包括实施例B1～实施例B10和比较例B1～比较例B4。
实施例C中，(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15的Q为Zn0.5Ti0.5。实施例C包括实施例C1～实施例C10和比较例C1～比较例C4。
实施例D中，(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15的Q为Mg0.5Ti0.5。实施例D包括实施例D1～实施例D10和比较例D1～比较例D4。
（实施例A1）
图1B所示的压电体膜如以下制作而成。
首先，在MgO（100）单晶基板11上通过溅射法形成仅具有（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
对形成的NaxM1-x（x=0.01、M=Pt）层13进行于X射线衍射分析（XRD）。其结果，能够观察到NaxM1-x（x=0.01、M=Pt）层13仅具有（001）取向。
NaxM1-x（x=0.01、M=Pt）层13的组成利用能量色散X射线分光法（SEM-EDX）进行了分析。能够确认NaxM1-x（x=0.01、M=Pt）层13所含有的Na和Pt的组成与靶的组成相同。
在NaxM1-x（x=0.01、M=Pt）层13上通过RF磁控溅射形成仅具有（001）取向的(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15。实施例A1中，Q为Fe。实施例A1中，α为0.2。(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15具有2.7微米的厚度。该(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15具有MPB附近组成。
(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15的溅射法的条件如下所述。
靶：上述的组成
气氛：氩气和氧气的混合气体（Ar/O2的流量比：50/50）
RF输出：170W
基板温度：650℃
形成的(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15的结晶结构通过X射线衍射进行分析。X射线衍射通过从(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15之上入射X射线而进行。图2表示该结果。在以后的比较例A中，也应用该X射线衍射法。
图2、图3和图4表示X射线衍射线形的结果。除去来自MgO（100）单晶基板11和NaxM1-x层13的反射峰，仅观察到来自仅具有（001）取向的(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15的反射峰。（001）反射峰的强度为119,154cps，是非常高的值。图2所示的线形表示实施例A1的(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15具有非常高的（001）取向性。
接着，在(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15的表面通过蒸镀形成有金层（厚度：100纳米）。金层作为导电层17发挥作用。这样，制作出实施例A1的压电体膜。
用铂层和金层评价(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15的强介电特性和压电性能。图5表示实施例A1的(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15的P-E磁滞曲线。
如图5所示确认，当对(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15施加的电压增加时，(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15显示良好的强介电特性。阻抗分析仪测定1kHz时的介电损失（以下称为“tanδ”）。(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15的tanδ为2.8％。这意味着(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15的漏电流小。
(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15的极化消失温度（以下称为“温度Td”）如以下方式测定。
将(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15放入恒温箱。温度上升，测定(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15的P-E磁滞曲线。
温度Td按照非专利文献3测定。
实施例A1的(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15的温度Td是188℃，是较高的值。这意味着，(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15的压电特性在回流焊温度（180℃）下也被维持。
(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15的压电性能如下评价。(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15切为宽度2mm，加工为悬臂状。接着，对铂层和金层之间施加电位差，利用在这2层之间产生的电场使悬臂位移。利用激光位移计测定能够得到的位移量。
表1和表2表示这些结果。
（实施例A2）
除了x=0.002之外，进行与实施例A1同样的实验。结果表示于表1和表2。
（实施例A3）
除了x=0.02之外，进行与实施例A1同样的实验。结果表示于表1和表2。
（实施例A4）
除了α=0.3之外，进行与实施例A1同样的实验。结果表示于表1和表2。
（实施例A5）
除了α=0.4之外，进行与实施例A1同样的实验。结果表示于表1和表2。
（实施例A6）
除了α=0.5之外，进行与实施例A1同样的实验。结果表示于表1和表2。
（实施例A7）
除了x=0.002且α=0.5之外，进行与实施例A1同样的实验。结果表示于表1和表2。
（实施例A8）
除了x=0.02且α=0.5之外，进行与实施例A1同样的实验。结果表示于表1和表2。
（实施例A9）
除了M=Ir之外，进行与实施例A1同样的实验。结果表示于表1和表2。
（实施例A10）
除了M=Ir0.5Pt0.5之外，进行与实施例A1同样的实验。结果表示于表1和表2。
（比较例A1）
除了x=0之外，进行与实施例A1同样的实验。
比较例A1中，也尝试(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15的强介电特性和压电性能的评价。但是，压电体膜中的漏电流非常大，所以难以正确测定P-E磁滞曲线（参照图5）。
比较例A1的(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15的tanδ为36％。比较例A1的比较例A1的(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15具有这样大的漏电流，所以难以求出正确的温度Td和正确的压电常数d31的值。推定的温度Td为大约152℃。
（比较例A2）
除了x=0.05之外，进行与实施例A1同样的实验。
比较例A2中，也观察到来自具有（001）取向的(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15的反射峰。但是，也观察到来自(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15所包含的其它的结晶取向（110）的其它的反射峰。
（比较例A3）
除了α=0.1之外，进行与实施例A1同样的实验。
（比较例A4）
除了α=0.6之外，进行与实施例A1同样的实验。
[表1]
Figure BDA0000486672590000141
[表2]
从表1和表2可以明确，当满足以下的项目（a）和（b）两者时，(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15（Q=Fe）具有高结晶取向性、低介电损失、高极化消失温度和高压电常数。
（a）x的值为0.002以上0.02以下。
（b）α的值为0.2以上0.5以下。
从实施例A2、实施例A7和比较例A1可以明确，需要x的值为0.002以上。
从实施例A3、实施例A8和比较例A2可以明确，需要x的值为0.02以下。
从实施例A1、实施例A2、实施例A3和比较例A3可以明确，需要α的值为0.20以上。
从实施例A6、实施例A7、实施例A8和比较例A4可以明确，需要α的值为0.50以下。
（实施例B）
作为(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15的Q，除了使用Co替代Fe之外，进行与实施例A相同的实验。表3和表4表示由实施例B1～实施例B10和比较例B1～比较例B4构成的实施例B的实验结果。图13～图16分别与图2～图5对应。
[表3]
Figure BDA0000486672590000161
[表4]
Figure BDA0000486672590000171
与实施例A相同，从表3和表4可以明确，当满足以下的项目（a）和（b）两者时，(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15（Q=Co）具有高结晶取向性、低介电损失、高极化消失温度和高压电常数。
（a）x的值为0.002以上0.02以下。
（b）α的值为0.2以上0.5以下。
（实施例C）
作为(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15的Q，除了使用Zn0.5Ti0.5替代Fe之外，进行与实施例A相同的实验。表5和表6表示由实施例C1～实施例C10和比较例C1～比较例C4构成的实施例C的实验结果。图17～图20分别与图2～图5对应。
[表5]
Figure BDA0000486672590000181
[表6]
Figure BDA0000486672590000191
与实施例A相同，从表5和表6可以明确，当满足以下的项目（a）和（b）两者时，(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15（Q=Zn0.5Ti0.5）具有高结晶取向性、低介电损失、高极化消失温度和高压电常数。
（a）x的值为0.002以上0.02以下。
（b）α的值为0.2以上0.5以下。
（实施例D）
作为(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15的Q，除了使用Mg0.5Ti0.5替代Fe之外，进行与实施例A相同的实验。表7和表8表示由实施例D1～实施例D10和比较例D1～比较例D4构成的实施例D的实验结果。图21～图24分别与图2～图5对应。
[表7]
Figure BDA0000486672590000192
Figure BDA0000486672590000201
[表8]
Figure BDA0000486672590000202
与实施例A相同，从表7和表8可以明确，当满足以下的项目（a）和（b）两者时，(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15（Q=Mg0.5Ti0.5）具有高结晶取向性、低介电损失、高极化消失温度和高压电常数。
（a）x的值为0.002以上0.02以下。
（b）α的值为0.2以上0.5以下。
以下说明具备上述的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。详细要参照专利文献X1。专利文献X2和专利文献X3各自为与专利文献X1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说明本发明的喷墨头。
图6表示本发明的喷墨头的一个方式。图7是表示图6所示的喷墨头100中的、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是指压力室部件。压力室部件A具有在其厚度方向（图的上下方向）上贯通的贯通孔101。图7所示的贯通孔101是在压力室部件A的厚度方向上被截断的该贯通孔101的一部分。符号B是指具有压电体膜和振动层的致动器部。符号C是指具有共用液室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夹着的方式彼此接合。在压力室部件A、致动器部B和墨水流路部件C彼此接合的状态下，贯通孔101形成容纳从共用液室105供给的墨水的压力室102。
致动器部B所具备的压电体膜和振动层在俯视时与压力室102重复。图6和图7中的符号103是指作为压电体膜的一部分的单独（个别）电极层。如图6所示，喷墨头100具备在俯视时呈Z字状（zigzag）配置的2个以上的单独电极层103即压电体膜。
墨水流路部件C具备在俯视时呈条纹状配置的2个以上的共用液室105。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重复。共用液室105在喷墨头100中的墨水供给方向（图6中的箭头方向）上延伸。墨水流路部件C包括：将共用液室105内的墨水供给到压力室102的供给口106；和从喷嘴孔108排出压力室102内的墨水的墨水流路107。通常，一个供给孔106和一个喷嘴孔108与一个压力室102对应设置。喷嘴孔108形成在喷嘴板D。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是指IC芯片。IC芯片E经由焊丝（Bonding wire）BW与露出在致动器部B的表面的单独电极层103电连接。为了使图6明确，图6仅表示一部分的焊丝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包括具有由第1电极（单独电极层103）和第2电极（共用电极层112）夹着的压电体层15的压电体膜104（104a-104d）。一个单独电极层103与一个压电体膜104a～104d对应设置。共用电极层112为压电体膜104a～104d共用的电极。
如由图8中的虚线包围所示，上述的压电体膜104配置在喷墨头内部。该压电体膜是在标题为［压电体膜］的项目中说明的压电体膜。
［使用喷墨头的图像形成方法］
形成本发明的图像的方法包括：在上述本发明的喷墨头中，经由第1电极和第2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位移而使压力室的容积变化的工序；以及利用该位移从压力室排出墨水的工序。
一边使纸那样的图像形成对象物和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从喷墨头排出的墨水的排出时刻的排出量，由此在目标物的表面形成图像。在本说明书中使用的用语“图像”包括文字。换言之，利用形成本发明的图像的方法，在纸那样的印刷目标物印刷文字、画、图形等。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例。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静态式数字摄影机（Digital still camera）的抖动修正传感器。
图9所示的角速度传感器21a包括具有振动部200b的基板200和与振动部200b接合的压电体膜208。
基板200包括固定部200a和从固定部200a在规定的方向上延伸的一对臂（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。从基板200的厚度方向（图9中的Z方向）观看，基板200具备具有2个臂（振动部200b）的音叉的形状。
构成基板200的材料不限定。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的厚度只要能够发现作为角速度传感器21a的功能，就不限定。更具体而言，基板200的厚度为0.1mm以上0.8mm以下。固定部200a的厚度能够与振动部200b的厚度不同。
压电体膜208与振动部200b接合。该压电体膜208是标题为［压电体膜］的项目中说明的压电体膜。如图9和图10所示，该压电体膜208包括第1电极13（202）、压电体层15和第2电极17（205）。
第2电极205具备包括驱动电极206和传感电极207的电极组。驱动电极206将使振动部200b振荡的驱动电压施加到压电体层15。传感电极207测定因施加到振动部200b的角速度而在振动部200b产生的变形。振动部200b的振荡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，一对驱动电极206在振动部200b的长度方向（图9的Y方向）上设置在振动部200b的宽度方向上的两端部。1个驱动电极206能够设置在振动部200b的宽度方向上的一个端部。在图9所示的角速度传感器中，传感电极207沿振动部200b的长度方向设置，且夹于一对驱动电极206之间。多个传感电极207能够设置在振动部200b上。由传感电极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）上的挠曲（形变）。
本发明的角速度传感器中，选自第1电极和第2电极的一个电极能够由包含驱动电极和传感电极的电极组构成。在图9所示的角速度传感器21a中，第2电极205由该电极组构成。与该角速度传感器不同，第1电极202由该电极组构成。
连接端子202a、206a和207a分别形成在第1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，压电体膜208只要能够使振动部200b振荡且振动部200b产生的变形能够由压电体膜208测定，则压电体膜208的接合的状态不限定。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个以上由一对振动部200b构成的振动部组。这种角速度传感器能够测定多个旋转中心轴的角速度，能够作为两轴或三轴的角速度传感器发挥作用。图9所示的角速度传感器具有由一对振动部200b构成的一个振动部组。
［基于角速度传感器的角速度的测定方法］
测定本发明的角速度的方法包括：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；和通过测定因施加于振荡中的振动部的角速度而在振动部产生的变形来获得该角速度的值的工序。对第1电极和第2电极中的、不作为驱动电极和传感电极发挥功能的电极（另一个电极）和驱动电极之间施加驱动电压，对压电体层施加驱动电压。另一个电极和传感电极测定因角速度而在振荡中的振动部产生的变形。
以下说明使用图9所示的角速度传感器21a的角速度的测定方法。将关于振动部200b的固有振动共振的频率的驱动电压经由第1电极202和驱动电极206施加到压电体层15，使振动部200b振荡。驱动电压例如能够通过使第1电极202接地且使驱动电极206的电位变化来施加（换言之，驱动电压为第1电极202和驱动电极206之间的电位差）。角速度传感器21a具有排列为音叉的形状的一对振动部200b。通常，对一对振动部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以彼此在相反方向上进行振动的模式（与图9所示的旋转中心轴L对称地振动的模式）振荡。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）上振荡。也能够通过仅使一对振动部200b的一方振荡来进行角速度的测定。但是，为了高精度地测定，优选使双方的振动部200b以彼此在相反方向上进行振动的模式振荡。
在对于振动部200b进行振荡的角速度传感器21a施加相对于其旋转中心轴L的角速度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。一对振动部200b以彼此在相反方向上进行振动的模式振荡的情况下，各振动部200b彼此朝向相反方向地挠曲相同变化量。相应于该挠曲，与振动部200b接合的压电体层15也挠曲，在第1电极202和传感电极207之间产生与压电体层15的挠曲对应的、即与产生的科里奥利力对应的的电位差。通过测定该电位差的大小，能够测定施加于角速度传感器21a的角速度ω。
科里奥利力Fc和角速度ω之间以下的关系成立：
Fc=2mvω
在此，v是振荡中的振动部200b中的振荡方向的速度。m是振动部200b的质量。如该式所示，能够根据科里奥利力Fc算出角速度ω。
［压电发电元件］
图11表示本发明的压电发电元件的一例。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是将从外部传递来的机械振动转换为电能的元件。压电发电元件22a适合用于用根据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所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包括具有振动部300b的基板300和与振动部300b接合的压电体膜308。
基板300包括固定部300a和由从固定部300a在规定的方向上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，这些材料能够彼此不同。由彼此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材料不限定。该材料例如为Si、玻璃、陶瓷、金属。基板300能够为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能够具有与振动部300b的厚度不同的厚度。振动部300b的厚度能够调整为使振动部300b的共振频率变化以能够进行高效的发电。
锤荷重306与振动部300b接合。锤荷重306调整振动部300b的共振频率。锤荷重306例如为Ni的蒸镀薄膜。锤荷重306的材料、形状和质量以及锤荷重306接合的位置能够根据求出的振动部300b的共振频率而调整。锤荷重306能够省略。在不对振动部300b的共振频率进行调整的情况下，不需要锤荷重306。
压电体膜308与振动部300b接合。该压电体膜308是在标题为［压电体膜］的项目中说明的压电体膜。如图11和图12所示，该压电体膜308包括第1电极13（302）、压电体层15和第2电极17（305）。
在图11所示的压电发电元件中，第1电极302的一部分露出。该一部分作为连接端子302a发挥功能。
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。
本发明的压电发电元件中具有多个振动部300b，由此能够增大产生的电力量。通过使各振动部300b具有的共振频率变化，能够对应由宽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，能够经由第1电极和第2电极获得电力。
能够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上下挠曲的振动。该振动在作为压电体层15产生基于压电效应的电动势。这样，在夹持压电体层15的第1电极302和第2电极305之间产生电位差。压电体层15具有的压电性能越高，在第1电极和第2电极之间产生的电位差越大。特别是，振动部300b的共振频率与从外部传递于施加于元件的机械振动的频率接近的情况下，振动部300b的振幅变大，所以发电特性提高。因此，优选利用锤荷重306进行调整，使得振动部300b的共振频率接近从外部传递至元件的机械振动的频率。
工业上的可利用性
具备(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层15的压电体膜能够用于获得喷墨头、角速度传感器和压电发电元件。
附图标记说明
11 基板
13 NaxM1-x层（第1电极）
15 (1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层
17 导电层（第2电极）

Claims (21)

1.一种压电体膜，其特征在于，包括：
仅具有（001）取向的NaxM1-x层；和
仅具有（001）取向的(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层，其中，
所述(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层形成在所述NaxM1-x层之上，
M表示Pt、Ir或PtIr，
Q表示Fe、Co、Zn0.5Ti0.5或Mg0.5Ti0.5，
x表示0.002以上0.02以下的值，而且，α表示0.20以上0.50以下的值。
2.如权利要求1所述的压电体膜，其特征在于：
所述(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层与所述NaxM1-x层接触。
3.如权利要求1所述的压电体膜，其特征在于：
所述(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层还含有Mn。
4.一种喷墨头，其特征在于，具备：
具有夹在第1电极和第2电极之间的压电体层的压电体膜；
与所述压电体膜接合的振动层；和
压力室部件，所述压力室部件具有容纳墨水的压力室，并且，接合到所述振动层的与所述压电体膜所接合的表面呈相反侧的表面，
所述振动层与所述压电体膜接合，以使得所述振动层相应于所述压电体膜基于压电效应的位移在所述振动层的膜厚方向位移，
所述振动层和所述压力室部件彼此接合，以使得所述压力室的容积与所述振动层的位移相应地变化，并且与所述压力室的容积的变化相应地排出所述压力室内的墨水，
所述第1电极具备仅具有（001）取向的NaxM1-x层，
所述压电体层是仅具有（001）取向的(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层，
所述(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层形成在所述NaxM1-x层之上，
M表示Pt、Ir或PtIr，
Q表示Fe、Co、Zn0.5Ti0.5或Mg0.5Ti0.5，
x表示0.002以上0.02以下的值，而且，α表示0.20以上0.50以下的值。
5.如权利要求4所述的喷墨头，其特征在于：
所述(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层与所述NaxM1-x层接触。
6.如权利要求4所述的喷墨头，其特征在于：
所述(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层还含有Mn。
7.一种用喷墨头形成图像的方法，其特征在于，包括：
制备所述喷墨头的工序（a）和排出墨水的工序（b），
在所述工序（a）中，所述喷墨头包括：
具有夹在第1电极和第2电极之间的压电体层的压电体膜；
与所述压电体膜接合的振动层；和
压力室部件，所述压力室部件具有容纳墨水的压力室，并且，接合到所述振动层的与所述压电体膜所接合的表面呈相反侧的表面，
在所述喷墨头中，所述振动层与所述压电体膜接合，以使得所述振动层相应于所述压电体膜基于压电效应的位移在所述振动层的膜厚方向位移，
所述振动层和所述压力室部件彼此接合，以使得所述压力室的容积与所述振动层的位移相应地变化，并且与所述压力室的容积的变化相应地排出所述压力室内的墨水，
所述第1电极具备仅具有（001）取向的NaxM1-x层，
所述压电体层是仅具有（001）取向的(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层，
所述(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层形成在所述NaxM1-x层之上，
M表示Pt、Ir或PtIr，
Q表示Fe、Co、Zn0.5Ti0.5或Mg0.5Ti0.5，
x表示0.002以上0.02以下的值，而且，α表示0.20以上0.50以下的值，
在所述工序（b）中，通过借助所述第1电极和第2电极向所述压电体层施加电压，基于压电效应使所述振动层在所述振动层的膜厚方向位移，以使得所述压力室的容积变化，利用所述振动层的位移使所述墨水从所述压力室排出。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：
所述(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层与所述NaxM1-x层接触。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于：
所述(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层还含有Mn。
10.一种角速度传感器，其特征在于，具备：
具有振动部的基板；和
与所述振动部接合，并且具有夹在第1电极和第2电极之间的压电体层的压电体膜，
所述第1电极具备仅具有（001）取向的NaxM1-x层，
所述压电体层为(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层，
所述(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层形成在所述NaxM1-x层之上，
M表示Pt、Ir或PtIr，
Q表示Fe、Co、Zn0.5Ti0.5或Mg0.5Ti0.5，
x表示0.002以上0.02以下的值，而且，α表示0.20以上0.50以下的值，
选自所述第1电极和第2电极中的一个电极由电极组构成，所述电极组包括：向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；和用于测定因施加于振荡中的所述振动部的角速度而在所述振动部产生的位移的传感电极。
11.如权利要求10所述的角速度传感器，其特征在于：
所述(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层与所述NaxM1-x层接触。
12.如权利要求10所述的角速度传感器，其特征在于：
所述(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层还含有Mn。
13.一种使用角速度传感器测定角速度的方法，其特征在于，包括：
制备所述角速度传感器的工序（a）、使振动部振荡的工序（b）和获得角速度值的工序（c），
在所述工序（a）中，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，并且具有夹在第1电极和第2电极之间的压电体层的压电体膜，
所述第1电极具备仅具有（001）取向的NaxM1-x层，
所述压电体层为(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层，
所述(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层形成在所述NaxM1-x层之上，
M表示Pt、Ir或PtIr，
Q表示Fe、Co、Zn0.5Ti0.5或Mg0.5Ti0.5，
x表示0.002以上0.02以下的值，而且，α表示0.20以上0.50以下的值，
选自所述第1电极和第2电极中的一个电极由包括驱动电极和传感电极的电极组构成，
在所述工序（b）中，借助选自所述第1电极和第2电极中的另一个电极和所述驱动电极向所述压电体层施加驱动电压，由此使所述振动部振荡，
在所述工序（c）中，借助所述另一个电极和所述传感电极测定因施加于振荡中的所述振动部的角速度而在所述振动部产生的位移，由此获得所施加的所述角速度的值。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于：
所述(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层与所述NaxM1-x层接触。
15.如权利要求13所述的方法，其特征在于：
所述(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层还含有Mn。
16.一种压电发电元件，其特征在于，具备：
具有振动部的基板；和
与所述振动部接合，并且具有夹在第1电极和第2电极之间的压电体层的压电体膜，
所述第1电极具备仅具有（001）取向的NaxM1-x层，
所述压电体层为(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层，
所述(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层形成在所述NaxM1-x层之上，
M表示Pt、Ir或PtIr，
Q表示Fe、Co、Zn0.5Ti0.5或Mg0.5Ti0.5，
x表示0.002以上0.02以下的值，而且，α表示0.20以上0.50以下的值。
17.如权利要求16所述的压电发电元件，其特征在于：
所述(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层与所述NaxM1-x层接触。
18.如权利要求16所述的压电发电元件，其特征在于：
所述(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层还含有Mn。
19.一种利用压电发电元件发电的方法，其特征在于，具备：
制备所述压电发电元件的工序（a）和获得电力的工序（b），
在所述工序（a）中，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，并且具有夹在第1电极和第2电极之间的压电体层的压电体膜，
所述第1电极具备仅具有（001）取向的NaxM1-x层，
所述压电体层为(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层，
所述(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层形成在所述NaxM1-x层之上，
M表示Pt、Ir或PtIr，
Q表示Fe、Co、Zn0.5Ti0.5或Mg0.5Ti0.5，
x表示0.002以上0.02以下的值，而且，α表示0.20以上0.50以下的值，
在所述工序（b）中，通过向所述振动部施加振动，借助所述第1电极和所述第2电极获得电力。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于：
所述(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层与所述NaxM1-x层接触。
21.如权利要求19所述的方法，其特征在于：
所述(1-α)(Bi,Na,Ba)TiO3―αBiQO3层还含有Mn。
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