CN113226982A - 氮化物压电体及使用其的mems器件 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种与未添加任何元素的氮化铝相比具有更高的性能指数(d33、e33、C33、g33、k2)的值的压电体,其解决方案是,由化学式Al1‑X‑YMgXMYN表示,X+Y处于小于1的范围,并且X处于大于0且小于1的范围,Y处于大于0且小于1的范围。
Description
技术领域
本发明涉及与镁一起添加了预定的元素的氮化铝的压电体以及使用了该压电体的MEMS器件。
背景技术
利用压电现象的器件在广泛的领域中使用,在强烈要求小型化和省电化的便携电话机等便携用设备中,其使用正在扩大。作为其一例,有使用薄膜体声波谐振器(Film BulkAcoustic Resonator;FBAR)的FBAR滤波器。
FBAR滤波器是基于使用了显示压电响应性的薄膜的厚度纵向振动模式的谐振器的滤波器,具有能够进行吉赫频带中的谐振的特性。具有这样的特性的FBAR滤波器具有低损耗,并且能够在宽频带中工作,因此期待有助于便携式设备的进一步的高频对应化、小型化以及省电化。
作为用于这样的FBAR的压电体薄膜的压电体材料,例如可举出添加了钪的氮化铝(参照专利文献1)、添加了廉价的镁和铌的氮化铝(参照非专利文献1)等。特别是添加了钪的氮化铝具有高压电常数,被期待用于下一代的高频滤波器。另外,添加了钪的氮化铝被期待用于压力传感器、加速度传感器、陀螺仪传感器等物理传感器、致动器等各种各样的MEMS器件。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-10926号公报
非专利文献
非专利文献1:M.Uehara,H.Shigemoto,Y.Fujio,t.Nagase,Y.Aida,K.Umeda和M.Akiyama,Appl.Phys.Lett.111,112901(2017)
发明内容
发明所要解决的课题
然而,钪(Sc)是昂贵的稀土类元素,由添加了钪的氮化铝(AlN)构成的压电体与由其他物质构成的压电体相比,存在制造成本变高的问题。
另外,本发明人发现,若在氮化铝中掺杂Sc等元素,则压电常数等提高,且存在若掺杂的元素的浓度变高,则该压电常数等也变高的倾向。但是,能够掺杂到氮化铝中的单独元素的浓度的上限值低,存在无法直接制作具有高压电常数等的压电体的问题。
而且,MEMS器件所使用的压电体需要以与该MEMS器件的目的相对应的性能指数来进行评价。特别是,在将压电体用作致动器、传感器时,需要评价表示施加电压时产生的应变的大小的d33、表示施加压力时产生的电压的g33的压电常数。此外,表示电能和机械能的转换效率的k2也是重要的性能指数。但是,关于这些性能指数,存在如下问题:包括非专利文献1中记载的氮化铝在内,没有与添加了钪的氮化铝的值同等程度或超过其的化合物。
另外,在计算压电常数d33时,需要对被约束为不变形的压电体施加电场时产生的应力e33和使应力作用于压电体时产生的变形的比例常数C33。另外,在压电输出常数g33、机电耦合常数k2的计算中,除了上述的物性值以外,还需要压电体的介电常数ε33。一般而言,压电体薄膜的纤锌矿型晶体结构沿c轴方向取向,因此c轴成分的压电性能指数变得重要。
因此,本发明鉴于上述情况,其目的在于提供一种与未添加任何元素的氮化铝相比具有更高的性能指数(d33、e33、C33、g33和k2中的至少任意1个)的值的氮化物压电体和使用该氮化物压电体的MEMS器件。
在此,“高性能指数”不是指性能指数的数值大,而是指优异的性能指数。
用于解决课题的方法
本发明的发明人对上述问题持续进行了深入研究,结果发现,若在氮化铝(AlN)中与镁(Mg)一起添加(掺杂)预定的元素(置换元素M),则能够制造具有高性能指数的值的氮化铝,并且发明了如下的划时代的压电体。
用于解决上述课题的本发明的第一方式为一种压电体,其特征在于,由化学式Al1-X-YMgXMYN表示,X+Y处于小于1的范围,并且X处于大于0且小于1的范围,Y处于大于0且小于1的范围。在此,M表示Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、W、Re、Os、Ir、Pt、Au中的任1种。
在该第一方式中,能够提供具有比添加了与添加(掺杂)的元素(镁和置换元素M)相同浓度的钪的氮化铝更高的性能指数(d33、e33、C33、g33和k2中的至少任意1个)的值的压电体。
本发明的第二方式为第一方式所述的压电体,其特征在于,X+Y为0.65以下,并且X处于大于0且小于0.65的范围,Y处于大于0且小于0.65的范围。
在该第二方式中,能够提供具有比添加了与添加的元素(镁和置换元素M)相同浓度的钪的氮化铝更高的性能指数(d33、e33、C33、g33和k2中的至少任意1个)的值的压电体。
本发明的第三方式为第一方式所述的压电体,其特征在于,X+Y为0.375以下,并且X处于大于0且0.1875以下的范围,Y处于大于0且0.1875以下的范围。
在该第三方式中,能够提供具有比添加了与添加的元素(镁和置换元素M)相同浓度的钪的氮化铝更高的性能指数(d33、e33、C33、g33和k2中的至少任意1个)的值的压电体。
本发明的第四方式为第一方式所述的压电体,其特征在于,X+Y为0.125以下,并且X处以大于0且0.0625以下的范围,Y处以大于0且0.0625以下的范围。
在该第四方式中,能够提供具有比添加了与添加的元素(镁和置换元素M)相同浓度的钪的氮化铝更高的性能指数(d33、e33、C33、g33和k2中的至少任意1个)的值的压电体。
本发明的第五方式为第一~第四方式中的任意一项所述的压电体,其特征在于,M为Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、W、Os、Ir、Pt、Au中的任1种。
在该第五方式中,能够提供具有比添加了与添加的元素(镁和置换元素M)相同浓度的钪的氮化铝更高的性能指数(d33、e33、C33、g33和k2中的至少任意1个)的值的压电体。
本发明的第六方式为第一~第四方式中的任意一项所述的压电体,其特征在于,M为Cr或Mn。
在该第六方式中,能够提供与添加了与添加的元素(镁和置换元素M)的浓度(摩尔%)相同浓度X(摩尔%)的钪的Al1-xScxN相比,混合焓更低而且容易制造的压电体。另外,添加有元素(镁和置换元素M)的氮化铝与添加有相同浓度的钪的氮化铝相比,混合焓更小,因此与钪相比,能够提高元素(镁和置换元素M)的固溶浓度。其结果是,能够提供具有比现有的压电体更高的性能指数的值的压电体。
本发明的第七方式为一种MEMS器件,其使用第一~第六方式中的任意一项所述的压电体。
在此,所谓“MEMS器件”,只要是微小电子设备系统就没有特别限定,例如可以举出压力传感器、加速度传感器、陀螺仪传感器等物理传感器、致动器、麦克风、指纹认证传感器、振动发电机等。
在该第七方式中,这些具有高压电常数d33的值的压电体为低损耗,并且能够在宽频带中工作。因此,通过使用这些压电体,可以提供能够有助于便携用设备的进一步的高频对应化、小型化以及省电化的MEMS装置。
附图说明
[图1]图1是示出Al0.875Mg0.0625Cr0.0625N、Al0.875Sc0.125N以及Al0.875Cr0.125N的混合焓的值的图表。
[图2]图2是示出实施方式1的模拟中使用的掺杂AlN的计算模型的一例的图。
[图3]图3是示出非掺杂AlN、仅掺杂Sc的AlN以及各掺杂AlN与晶格常数比c/a的关系的图表。
[图4]图4是示出非掺杂AlN、仅掺杂Sc的AlN以及各掺杂AlN与压电应力常数e33的关系的图表。
[图5]图5是示出非掺杂AlN、仅掺杂Sc的AlN以及各掺杂AlN与弹性常数C33的关系的图表。
[图6]图6是示出非掺杂AlN、仅掺杂Sc的AlN以及各掺杂AlN与混合焓的关系的图表。
[图7]图7是示出非掺杂AlN、仅掺杂Sc的AlN以及各掺杂AlN与机电耦合系数k2的关系的图表。
[图8]图8是示出非掺杂AlN、仅掺杂Sc的AlN以及各掺杂AlN与压电常数d33的关系的图表。
[图9]图9是示出非掺杂AlN、仅掺杂Sc的AlN以及各掺杂AlN与压电输出常数g33的关系的图表。
[图10]图10是示出浓度X(Sc)、X+Y(Mg+Cr)与压电体的混合焓的关系的图表。
[图11]图11是示出浓度X(Sc)、X+Y(Mg+Cr)与压电体的晶格常数比c/a的关系的图表。
[图12]图12是示出浓度X+Y(Mg+Cr)与压电体的压电应力常数e33的关系的图表。
具体实施方式
以下,参照附图,对本发明所涉及的压电体的实施方式进行说明。另外,本发明并不限定于以下的实施方式。
(实施方式1)
首先,对发明人对仅由铝(Al)和氮(N)构成的氮化铝(非掺杂AlN)进行的模拟进行说明。在模拟中,使用了采用被称为第一原理计算(first-principles calculation)的计算方法的维也纳从头算模拟软件包(Vienna Ab initio Simulation Package,VASP)这样的软件。在此,第一原理计算是不使用拟合参数等的电子状态计算方法的总称,是仅通过构成单位晶格或分子等的各原子的原子序数和坐标就能够计算电子状态的方法。
在本实施方式的模拟中,将由16个铝原子和16个氮原子构成的超级晶胞的纤锌矿型晶体结构的非掺杂AlN用于模拟,该16个铝原子和16个氮原子是将由2个铝原子和2个氮原子构成的单位晶格分别在a轴、b轴和c轴方向上成为2倍而成。然后,对于该纤锌矿型晶体结构的AlN,将原子坐标、晶胞体积和晶胞形状全部同时移动来进行第一原理计算,计算稳定结构的非掺杂AlN的电子状态。
表1是根据通过第一原理计算求出的稳定结构的AlN的电子状态计算出的a轴方向的晶格常数、c轴方向的晶格常数以及a轴方向的晶格常数与c轴方向的晶格常数之比(c/a)的值(计算值)。另外,实际使用溅射法来成膜非掺杂AlN膜,对该AlN膜使用X射线衍射法测定的实验值也示于表1中。
[表1]
如该表所示,各计算值成为与实验值大致相同的数值,它们的相对误差收敛于1%以内。根据该结果可知,本实施方式中的模拟能够充分可靠。
接着,通过在氮化铝(AlN)中与镁(Mg)一起掺杂置换元素M(M表示Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、W、Re、Os、Ir、Pt、Au中的任1种),与仅掺杂置换元素M的AlN相比,显示出能够掺杂更多的元素(Mg和置换元素M)。
作为其一例,图1中分别示出与Mg一起掺杂有Cr作为置换元素M的氮化铝(Al0.875Mg0.0625Cr0.0625N)的混合焓以及仅掺杂有相同浓度的Sc的氮化铝(Al0.875Sc0.125N)和仅掺杂有相同浓度的Cr的氮化铝(Al0.875Cr0.125N)的混合焓。需要说明的是,各氮化铝的混合焓(ΔHmixing)可以通过将由VASP算出的各数值代入下述的式1而求出。
[数1]
由该图可知,与Mg一起掺杂有Cr的AlN的混合焓(Mixing Enthalpy)比仅掺杂有相同浓度的Sc的AlN、仅掺杂有相同浓度的Cr的AlN的混合焓低。即,可知与使Cr固溶于AlN相比,使相同浓度的元素(Mg+Cr)固溶于AlN在热力学上更有利。由此可知,与钪相比,能够将元素(Mg和Cr)更多(以高浓度)地掺杂到AlN中。
需要说明的是,在本实施方式中,以与Mg一起掺杂有Cr的氮化铝(Al0.875Mg0.0625Cr0.0625N)的混合焓为例进行了说明,但与Mg一起掺杂有Cr以外的置换元素M(除Re以外)的氮化铝的混合焓也同样变低。因此,与钪相比,能够使元素(Mg+置换元素M(除Re以外))更多(以高浓度)地掺杂到AlN中。
接着,对氮化铝(AlN)中与镁(Mg)一起掺杂有置换元素M的掺杂AlN进行的模拟进行说明。图2是示出本实施方式的模拟中使用的掺杂有镁和置换元素M的掺杂AlN的晶体结构的一例的图。
如该图所示,该掺杂AlN的晶体结构成为将由16个Al原子和16个N原子构成的单位晶格中的1个Al原子置换为Mg原子且将1个Al原子置换为置换元素M原子的纤锌矿型晶体结构。在此,将Al原子数、Mg原子数以及置换元素M原子数的总数设为1时的Mg原子的个数设为X,置换元素M原子的个数设为Y。于是,该模拟中使用的掺杂AlN的Mg原子的浓度X和置换元素M的浓度Y均为0.0625。需要说明的是,这些掺杂AlN可以通过上述非专利文献1中记载的制造方法实际制作。
在本实施方式中,作为置换元素M,使用铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、钼(Mo)、锝(Tc)、钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、银(Ag)、钨(W)、铼(Re)、锇(Os)、铱(Ir)、铂(Pt)
对于这些掺杂AlN、仅掺杂Sc的AlN,也与非掺杂AlN的情况同样,能够通过第一原理计算来计算稳定结构的电子状态。然后,能够根据该电子状态计算a轴方向的晶格常数、c轴方向的晶格常数以及晶格常数比c/a的值。
而且,对稳定结构的非掺杂AlN、仅掺杂Sc的AlN以及掺杂AlN的晶格分别强制地施加微小的应变。于是,根据此时的总能量的微小变化,能够分别计算非掺杂AlN、仅掺杂Sc的AlN以及掺杂AlN的压电应力常数e33、弹性常数C33和介电常数ε33。即,使用第一原理计算,能够分别计算非掺杂AlN、仅掺杂Sc的AlN以及掺杂AlN的压电应力常数e33、弹性常数C33以及介电常数ε33。
表2中示出了所得到的非掺杂AlN、仅掺杂了Sc的AlN以及各掺杂AlN的晶格常数c、晶格常数a、晶格常数比c/a、压电应力常数e33、弹性常数C33及介电常数ε33。在此,压电应力常数e33的数值越大,表示性能指数越高。另一方面,弹性常数C33的数值越小,表示性能指数越高。
[表2]
另外,图3示出了表示非掺杂AlN、仅掺杂Sc的AlN和各掺杂AlN与晶格常数比c/a的关系的图表,图4示出了表示非掺杂AlN、仅掺杂Sc的AlN和各掺杂AlN与压电应力常数e33的关系的图表,图5示出了表示非掺杂AlN、仅掺杂Sc的AlN和各掺杂AlN与弹性常数C33的关系的图表。
另一方面,在c轴方向的压电应力常数e33、弹性常数C33以及介电常数ε33与机电耦合系数k2之间,下述的数学式2的关系式成立。另外,在压电常数d33与压电应力常数e33以及弹性常数C33之间,分别成立下述的数学式3的关系式。因此,通过在这些关系式中分别代入上述计算出的非掺杂AlN、仅掺杂Sc的AlN和掺杂AlN的压电常数e33、弹性常数C33和介电常数ε33等,能够分别计算非掺杂AlN、仅掺杂Sc的AlN和掺杂AlN的机电耦合系数k2、压电常数d33和压电输出常数g33。需要说明的是,弹性常数C11、C12、C13、压电应力常数e31能够与压电应力常数e33、弹性常数C33同样地算出。
[数2]
[数3]
以下,将所得到的非掺杂AlN、仅掺杂Sc的AlN和各掺杂AlN的混合焓、机电耦合系数k2、压电常数d33和压电输出常数g33示于表3中。这里,机电耦合系数k2、压电常数d33和压电输出常数g33的数值越大,表示性能指数越高。
[表3]
另外,将示出非掺杂AlN、仅掺杂Sc的AlN和各掺杂AlN与混合焓的关系的图表示于图6中,将示出非掺杂AlN、仅掺杂Sc的AlN和各掺杂AlN与机电耦合系数k2的关系的图表示于图7中,将示出非掺杂AlN、仅掺杂Sc的AlN和各掺杂AlN与压电常数d33的关系的图表示于图8中,将示出非掺杂AlN、仅掺杂Sc的AlN和各掺杂AlN与压电输出常数g33的关系的图表示于图9中。
另外,使用与上述方法相同的方法,计算出与表3中记载的不同的掺杂AlN的压电常数d33、压电应力常数e33和弹性常数C33。将其结果示于表4中。
[表4]
化学式 | 压电常数d<sub>33</sub>(pc/N) | 压电应力常数e<sub>33</sub>(C/m<sup>2</sup>) | 弹性常数C<sub>33</sub>(GPa) |
Mg<sub>0.1875</sub>Cr<sub>0.1875</sub>Al<sub>0.625</sub>N | 12.16 | 2.11 | 257.71 |
Mg<sub>0.25</sub>Cr<sub>0.25</sub>Al<sub>0.5</sub>N | 7.81 | 2.17 | 303.66 |
Mg<sub>0.1875</sub>Mn<sub>0.1875</sub>Al<sub>0.625</sub>N | 65.06 | 4.30 | 222.13 |
Mg<sub>0.25</sub>Mn<sub>0.25</sub>Al<sub>0.5</sub>N | 6.67 | 1.09 | 304.58 |
Mg<sub>0.1875</sub>Fe<sub>0.1875</sub>Al<sub>0.625</sub>N | 8.61 | 1.63 | 165.46 |
Mg<sub>0.25</sub>Fe<sub>0.25</sub>Al<sub>0.5</sub>N | 11.34 | 0.64 | 135.08 |
Mg<sub>0.1875</sub>Mo<sub>0.1875</sub>Al<sub>0.625</sub>N | 23.07 | 2.85 | 218.61 |
Mg<sub>0.25</sub>Mo<sub>0.25</sub>Al<sub>0.5</sub>N | 28.92 | 2.51 | 189.92 |
Mg<sub>0.325</sub>Mo<sub>0.325</sub>Al<sub>0.35</sub>N | 8.13 | 0.95 | 272.49 |
Mg<sub>0.25</sub>Tc<sub>0.25</sub>Al<sub>0.5</sub>N | 63.01 | 4.65 | 186.41 |
Mg<sub>0.325</sub>Tc<sub>0.325</sub>Al<sub>0.35</sub>N | 39.66 | 2.75 | 153.82 |
Mg<sub>0.1875</sub>Ru<sub>0.1875</sub>Al<sub>0.625</sub>N | 21.55 | 4.30 | 244.65 |
Mg<sub>0.25</sub>Ru<sub>0.25</sub>Al<sub>0.5</sub>N | 13.09 | 0.93 | 228.20 |
Mg<sub>0.325</sub>Ru<sub>0.325</sub>Al<sub>0.35</sub>N | 6.79 | 1.00 | 192.05 |
Mg<sub>0.1875</sub>Rh<sub>0.1875</sub>Al<sub>0.525</sub>N | 11.18 | 1.32 | 226.19 |
Mg<sub>0.25</sub>Rh<sub>0.25</sub>Al<sub>0.5</sub>N | 42.19 | 2.86 | 152.70 |
Mg<sub>0.325</sub>Rh<sub>0.325</sub>Al<sub>0.35</sub>N | 41.75 | 2.91 | 152.62 |
Mg<sub>0.1875</sub>Pd<sub>0.1875</sub>Al<sub>0.625</sub>N | 31.92 | 337 | 198.10 |
Mg<sub>0.25</sub>Pd<sub>0.25</sub>Al<sub>0.5</sub>N | 57.69 | 5.28 | 161.45 |
Mg<sub>0.325</sub>Pd<sub>0.325</sub>Al<sub>0.35</sub>N | 47.32 | 4.13 | 157.13 |
Mg<sub>0.1875</sub>Ag<sub>0.1875</sub>Al<sub>0.625</sub>N | 52.73 | 3.26 | 173.04 |
Mg<sub>0.25</sub>Ag<sub>0.25</sub>Al<sub>0.5</sub>N | 40.89 | 2.08 | 163.33 |
Mg<sub>0.1875</sub>w<sub>0.1875</sub>Al<sub>0.625</sub>N | 25.38 | 3.00 | 210.48 |
Mg<sub>0.25</sub>W<sub>0.25</sub>Al<sub>0.5</sub>N | 53.29 | 3.71 | 159.79 |
Mg<sub>0.325</sub>W<sub>0.325</sub>Al<sub>0.35</sub>N | 9.75 | 1.55 | 299.10 |
Mg<sub>0.1875</sub>Re<sub>0.1875</sub>Al<sub>0.625</sub>N | 11.89 | 1.80 | 244.66 |
Mg<sub>0.25</sub>Re<sub>0.25</sub>Al<sub>0.5</sub>N | 13.49 | 1.20 | 190.94 |
Mg<sub>0.325</sub>Re<sub>0.325</sub>Al<sub>0.35</sub>N | 13.54 | 0.49 | 175.59 |
Mg<sub>0.1875</sub>Os<sub>0.1875</sub>Al<sub>0.625</sub>N | 13.20 | 2.01 | 244.86 |
Mg<sub>0.25</sub>Os<sub>0.25</sub>Al<sub>0.5</sub>N | 14.14 | 1.86 | 245.42 |
Mg<sub>0.325</sub>Os<sub>0.325</sub>Al<sub>0.35</sub>N | 9.82 | 0.42 | 212.68 |
Mg<sub>0.1875</sub>Ir<sub>0.1875</sub>Al<sub>0.625</sub>N | 12.34 | 1.99 | 255.46 |
Mg<sub>0.325</sub>Ir<sub>0.325</sub>Al<sub>0.35</sub>N | 41.44 | 3.09 | 166.23 |
Mg<sub>0.1875</sub>Pt<sub>0.1875</sub>Al<sub>0.625</sub>N | 5.67 | 1.37 | 255.46 |
Mg<sub>0.25</sub>Pt<sub>0.25</sub>Al<sub>0.5</sub>N | 14.78 | 2.09 | 227.20 |
Mg<sub>0.325</sub>Pt<sub>0.325</sub>Al<sub>0.35</sub>N | 31.34 | 2.65 | 186.51 |
Mg<sub>0.1875</sub>Au<sub>0.1875</sub>Al<sub>0.625</sub>N | 23.14 | 2.16 | 183.97 |
Mg<sub>0.25</sub>Au<sub>0.25</sub>Al<sub>0.5</sub>N | 24.64 | 2.64 | 195.68 |
Mg<sub>0.325</sub>Au<sub>0.325</sub>Al<sub>0.35</sub>N | 47.80 | 2.43 | 140.67 |
由此可知,与Mg一起掺杂有Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、W、Re、Os、Ir、Pt、Au中的任1种的AlN具有比未掺杂任何原子的AlN高的性能指数(d33、e33、C33、g33和k2中的至少任意1种)的值。
此外,这些具有高性能指数的压电体为低损耗,并且能够在宽频带中工作。因此,通过使用这些压电体,可以提供能够有助于便携用设备的进一步的高频对应化、小型化以及省电化的MEMS装置。
此外,在本实施方式中,以化学式Al1-X-YMgXMYN表示的压电体中X=0.0625、Y=0.0625的压电体为例进行了说明,但本发明并不限定于此,只要是X+Y小于1、并且X大于0且小于1、Y大于0且小于1的范围即可。
而且,这些变量X、Y优选处于X+Y为0.65以下并且X大于0且小于0.65、Y大于0且小于0.65的范围。如果在该范围内,则能够确实地制造压电体。例如,如图10所示,在掺杂有Cr作为置换元素M的压电体的情况下(Mg和Cr以相同浓度(摩尔%)添加),随着浓度X+Y变大,混合焓变小。另一方面,在掺杂Sc的压电体的情况下,混合焓随着浓度X的增加而增加。因此,可知与掺杂有相同浓度的Sc的压电体相比,与Mg一起掺杂有Cr的压电体更容易制造。
接着,图11示出浓度X+Y(Mg和Cr以相同浓度(摩尔%)添加)与压电体的晶格常数比c/a的关系。由该图可知,与Mg一起掺杂有Cr的压电体与掺杂有Sc的压电体同样地,随着X+Y(Sc的情况下为X)变大,晶格常数比c/a降低。
进一步,图12示出浓度X+Y(Mg和Cr以相同浓度(摩尔%)添加)与压电体的压电应力常数e33的关系。由该图可知,与Mg一起掺杂有Cr的压电体随着X+Y变大而压电应力常数e33变高。
另外,这些变量X、Y更优选处于X+Y为0.375以下并且X大于0且为0.1875以下、Y大于0且为0.1875以下的范围。
进而,这些变量X、Y特别优选处于X+Y为0.125以下并且X处于大于0且0.0625以下的范围,Y处于大于0且0.0625以下的范围。
Claims (7)
1.一种压电体,其特征在于,由化学式Al1-X-YMgXMYN表示,X+Y处于小于1的范围,并且X处于大于0且小于1的范围,Y处于大于0且小于1的范围,
M表示Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、W、Re、Os、Ir、Pt、Au中的任1种。
2.根据权利要求1所述的压电体,其特征在于,X+Y为0.65以下,并且X处于大于0且小于0.65的范围,Y处于大于0且小于0.65的范围。
3.根据权利要求1所述的压电体,其特征在于,X+Y为0.375以下,并且X处于大于0且0.1875以下的范围,Y处于大于0且0.1875以下的范围。
4.根据权利要求1所述的压电体,其特征在于,X+Y为0.125以下,并且X处于大于0且0.0625以下的范围,Y处于大于0且0.0625以下的范围。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的压电体,其特征在于,M为Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、W、Os、Ir、Pt、Au中的任1种。
6.根据权利要求1~4中任一项所述的压电体,其特征在于,M为Cr或Mn。
7.一种MEMS器件,其使用权利要求1~6中任一项所述的压电体。
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