JP2015537439A5

JP2015537439A5 -

Info

Publication number: JP2015537439A5
Application number: JP2015537700A
Authority: JP
Filing date: 2013-08-26
Publication date: 2016-09-01
Anticipated expiration: 2033-08-26

Claims

１つまたは複数の第１の電極を含む第１の導電層と、
１つまたは複数の第２の電極を含む第２の導電層と、
前記第１の導電層と前記第２の導電層との間に配置され、ｚ軸に沿った厚さ、ｘ軸に沿った幅、およびｙ軸に沿った長さを有する変換層とを含み、前記変換層は、
圧電係数の第１の組および剛性係数の第１の組を有する第１の圧電材料から形成された少なくとも１つの第１の部分であって、前記第１の導電層に隣接する第１の表面と、前記第１の表面とは反対側の前記第２の導電層に隣接する第２の表面とを有する第１の部分と、
前記第１の圧電材料と異なる第２の圧電材料から形成され、圧電係数の第２の組および剛性係数の第２の組を有する少なくとも１つの第２の部分であって、前記第１の導電層に隣接する第１の表面と、前記第１の表面とは反対側の前記第２の導電層に隣接する第２の表面とを有する第２の部分と
を含み、
前記少なくとも１つの第１の部分および前記少なくとも１つの第２の部分の各々は、前記ｚ軸に沿って実質的に同じ高さを有し、前記ｙ軸に沿って実質的に同じ長さを有し、前記少なくとも１つの第１の部分および前記少なくとも１つの第２の部分の各々の上面は実質的に同一平面にあり、
前記変換層は、前記第１の電極および前記第２の電極のうちの１つまたは複数の各々に提供される１つまたは複数の信号に応答して、前記変換層の少なくとも第１の振動モードを提供するように構成される、共振器構造体。
前記変換層は、２つ以上の第１の部分を含む、請求項１に記載の共振器構造体。
前記第１の部分および前記第２の部分は、前記ｘ軸に沿って周期的に交互になる、請求項２に記載の共振器構造体。
前記変換層は、剛性係数の第３の組を有する第３の材料から形成された少なくとも１つの第３の部分を含む、請求項２に記載の共振器構造体。
前記変換層は、少なくとも１つの第１の部分と少なくとも１つの第２の部分との間に少なくとも１つのギャップまたは空隙部を含む、請求項２に記載の共振器構造体。
前記第１の圧電材料は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）であるか、または酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含み、前記第２の圧電材料は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）であるか、または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を含む、請求項１に記載の共振器構造体。
前記第１の圧電材料は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）であるか、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含むか、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）であるか、または酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含み、前記第２の圧電材料は、ジルコニウム酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）であるか、またはジルコニウム酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）を含む、請求項１に記載の共振器構造体。
前記共振器構造体の共振周波数は、少なくとも、前記変換層の前記厚さと、剛性係数の前記第１の組と、剛性係数の前記第２の組との関数である、請求項１に記載の共振器構造体。
前記共振器構造体の共振周波数は、前記第１の圧電材料および前記第２の圧電材料のうちの少なくとも１つの質量密度の関数である、請求項１に記載の共振器構造体。
前記共振器構造体の共振周波数は、圧電係数の前記第１の組のうちの少なくとも１つおよび圧電係数の前記第２の組のうちの少なくとも１つの関数である、請求項１に記載の共振器構造体。
前記共振器構造体の共振周波数は、前記少なくとも１つの第２の部分のすべての組み合わせた幅と前記変換層の全幅との比によって少なくとも部分的に定められる、請求項１に記載の共振器構造体。
前記変換層の電気機械的結合度は、圧電係数の前記第１の組のうちの少なくとも１つおよび圧電係数の前記第２の組のうちの少なくとも１つの関数である、請求項１に記載の共振器構造体。
前記第１の部分および前記第２の部分は、前記ｙ軸および前記ｚ軸に沿った前記変換層の中央平面に対して対称に配置される、請求項２に記載の共振器構造体。
前記第１の振動モードは、前記ｚ軸に沿った変位成分と、前記ｘ軸および前記ｙ軸の平面に沿った少なくとも１つの変位成分とを含む、請求項１に記載の共振器構造体。
１つまたは複数の共振器構造体の複数の組を含む共振器構造体のアレイ
を含む、デバイスであって、各共振器構造体は、
１つまたは複数の第１の電極を含む第１の導電層と、
１つまたは複数の第２の電極を含む第２の導電層と、
前記第１の導電層と前記第２の導電層との間に配置され、ｚ軸に沿った厚さ、ｘ軸に沿った幅、およびｙ軸に沿った長さを有する変換層とを含み、前記変換層は、
圧電係数の第１の組および剛性係数の第１の組を有する第１の圧電材料から形成された少なくとも１つの第１の部分であって、前記第１の導電層に隣接する第１の表面と、前記第１の表面とは反対側の前記第２の導電層に隣接する第２の表面とを有する第１の部分と、
前記第１の圧電材料と異なる第２の圧電材料から形成され、圧電係数の第２の組および剛性係数の第２の組を有する少なくとも１つの第２の部分であって、前記第１の導電層に隣接する第１の表面と、前記第１の表面とは反対側の前記第２の導電層に隣接する第２の表面とを有する第２の部分と
を含み、
前記少なくとも１つの第１の部分および前記少なくとも１つの第２の部分の各々は、前記ｚ軸に沿って実質的に同じ高さを有し、前記ｙ軸に沿って実質的に同じ長さを有し、前記少なくとも１つの第１の部分および前記少なくとも１つの第２の部分の各々の上面は実質的に同一平面にあり、
前記変換層は、前記第１の電極および前記第２の電極のうちの１つまたは複数の各々に提供される１つまたは複数の信号に応答して、前記変換層の少なくとも第１の振動モードを提供するように構成され、
各共振器構造体の前記変換層の厚さは、共振器構造体の前記アレイ内のすべての他の共振器構造体内の前記変換層の厚さに実質的に等しく、
共振器構造体の各組における各共振器構造体の前記変換層の第１および第２の圧電係数と第１および第２の剛性係数との組合せは、前記組の他の共振器構造体における組合せと実質的に同じであり、共振器構造体の前記アレイ内のすべての他の組の他の共振器構造体における組合せと異なる、
デバイス。
前記変換層は、２つ以上の第１の部分を含む、請求項１５に記載のデバイス。
前記第１の部分および前記第２の部分は、前記ｘ軸に沿って周期的に交互になる、請求項１６に記載のデバイス。
前記変換層は、剛性係数の第３の組を有する第３の材料から形成された少なくとも１つの第３の部分を含む、請求項１６に記載のデバイス。
前記変換層は、少なくとも１つの第１の部分と少なくとも１つの第２の部分との間に少なくとも１つのギャップまたは空隙部を含む、請求項１６に記載のデバイス。
各共振器構造体の共振周波数は、少なくとも、前記共振器構造体の変換層の前記厚さと、前記共振器構造体の剛性係数の前記第１の組と、前記共振器構造体の剛性係数の前記第２の組との関数である、請求項１５に記載のデバイス。
前記共振器構造体の共振周波数は、前記第１の圧電材料および前記第２の圧電材料のうちの少なくとも１つの質量密度の関数である、請求項１５に記載のデバイス。
前記共振器構造体の共振周波数は、前記少なくとも１つの第２の部分のすべての組み合わせた幅と前記変換層の全幅との比によって少なくとも部分的に定められる、請求項１５に記載のデバイス。
前記変換層の電気機械的結合度は、圧電係数の前記第１の組のうちの少なくとも１つおよび圧電係数の前記第２の組のうちの少なくとも１つの関数である、請求項１５に記載のデバイス。
１つまたは複数の第１の電極を含む第１の導電手段と、
１つまたは複数の第２の電極を含む第２の導電手段と、
前記第１の導電手段と前記第２の導電手段との間に配置され、ｚ軸に沿った厚さ、ｘ軸に沿った幅、およびｙ軸に沿った長さを有する変換手段とを含み、前記変換手段は、
圧電係数の第１の組および剛性係数の第１の組を有する第１の圧電材料から形成された少なくとも１つの第１の部分であって、前記第１の導電手段に隣接する第１の表面と、前記第１の表面とは反対側の前記第２の導電手段に隣接する第２の表面とを有する第１の部分と、
前記第１の圧電材料と異なる第２の圧電材料から形成され、圧電係数の第２の組および剛性係数の第２の組を有する少なくとも１つの第２の部分であって、前記第１の導電手段に隣接する第１の表面と、前記第１の表面とは反対側の前記第２の導電手段に隣接する第２の表面とを有する第２の部分と
を含み、
前記少なくとも１つの第１の部分および前記少なくとも１つの第２の部分の各々は、前記ｚ軸に沿って実質的に同じ高さを有し、前記ｙ軸に沿って実質的に同じ長さを有し、前記少なくとも１つの第１の部分および前記少なくとも１つの第２の部分の各々の上面は実質的に同一平面にあり、
前記変換手段は、前記第１の電極および前記第２の電極のうちの１つまたは複数の各々に提供される１つまたは複数の信号に応答して、前記変換手段の少なくとも第１の振動モードを提供するための手段を含む、デバイス。
前記変換手段は、２つ以上の第１の部分を含む、請求項２４に記載のデバイス。
前記第１の部分および前記第２の部分は、前記ｘ軸に沿って周期的に交互になる、請求項２５に記載のデバイス。
前記デバイスの共振周波数は、少なくとも、前記変換手段の前記厚さと、剛性係数の前記第１の組と、剛性係数の前記第２の組との関数である、請求項２４に記載のデバイス。
前記デバイスの共振周波数は、前記第１の圧電材料および前記第２の圧電材料のうちの少なくとも１つの質量密度の関数である、請求項２４に記載のデバイス。
前記デバイスの共振周波数は、前記少なくとも１つの第２の部分のすべての組み合わせた幅と前記変換手段の全幅との比によって少なくとも部分的に定められる、請求項２４に記載のデバイス。
前記変換手段の電気機械的結合度は、圧電係数の前記第１の組のうちの少なくとも１つおよび圧電係数の前記第２の組のうちの少なくとも１つの関数である、請求項２４に記載のデバイス。