JP2020088284A - 圧電積層体 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態では、本開示の一実施形態に係る圧電積層体100の構造及び作製方法について、図1乃至図3を参照して説明する。
図1は、本開示の一実施形態に係る圧電積層体100の構造を説明する断面図である。図1に示すように、圧電積層体100は、第1面101A及び第2面101Bを有する金属基板101と、金属基板101の第1面101Aに設けられた緩衝層102と、緩衝層102上に設けられ、厚さ方向に圧電性を有する窒化アルミニウム層103と、を有する。
本開示の一実施形態に係る圧電積層体100の製造方法について、図2(A)乃至図2(C)を参照して説明する。
本実施形態では、本開示の一実施形態に係る圧電積層体100を用いた圧電素子110の構成について、図3及び図4を参照して説明する。
実施例1では、金属基板101として厚さ500μmで、表面が清浄かつ平坦である42Alloy基板を用いた。
比較例1は、実施例1において、金属基板101上に緩衝層102を成膜しないこと以外の条件は同じ条件で、金属基板101上に、窒化アルミニウム層103を成膜した。
実施例2は、実施例1において、金属基板101として42Alloyに代えて、SUS304を用いたこと以外の条件は同じ条件で、金属基板101上に、ニッケルを用いて緩衝層102を形成し、緩衝層102上に窒化アルミニウム層103を形成した。
比較例2は、実施例2において、金属基板101上に緩衝層102を成膜しないこと以外の条件は同じ条件で、金属基板101上に、窒化アルミニウム層103を成膜した。
本開示に係る実施例を、薄い金属箔にも適用できるか検証するために、金属基板101を厚さ50μmの42Alloy箔として、窒化アルミニウム層を形成し、結晶配向性及び圧電梁による圧電特性評価を行った。実施例3においては、実施例1を基に、金属基板101上が厚さ50μmの42Alloy箔であること以外の条件は同じ条件で、金属基板101上に、緩衝層102として100nm厚のNiを介して窒化アルミニウム層103を3μm厚形成した。
Claims (14)
- 第1面及び第2面を有する金属基板と、
前記金属基板の前記第1面に設けられた緩衝層と、
前記緩衝層上に設けられ、圧電性を有する窒化アルミニウム層と、を有する、圧電積層体。 - 前記金属基板は、30℃以上300℃以下の温度範囲で熱膨張率が4ppm/K以上18ppm/K以下である、請求項1に記載の圧電積層体。
- 前記緩衝層は、Niを有する、請求項1又は2に記載の圧電積層体。
- 前記緩衝層は、Al、Mo、もしくはRu、又はこれらの合金もしくはこれらの窒化物である、請求項1又は2に記載の圧電積層体。
- 前記緩衝層は、Ti、W、もしくはPt、又はこれらの合金もしくはこれらの窒化物である、請求項1又は2に記載の圧電積層体。
- 前記緩衝層は、Ni、Ti、Al、W、Mo、Ru、もしくはPt、又はこれらの合金もしくはこれらの窒化物である、請求項1又は2に記載の圧電積層体。
- 前記金属基板の厚さは、10μm以上1000μm以下である、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の圧電積層体。
- 前記緩衝層の膜厚は、10nm以上200nm以下である、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の圧電積層体。
- 前記金属基板は、Fe、Ni、Ti、Al、Mo、又はWである、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の圧電積層体。
- 前記金属基板は、Fe基合金、Ni基合金、Al基合金、Mo基合金、又はW基合金である、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の圧電積層体。
- 前記Fe基合金は、SUS304、SUS316、又はSUS430である、請求項10に記載の圧電積層体。
- 前記Ni基合金は、42Alloy、Invar、又はKovarである、請求項11に記載の圧電積層体。
- 請求項1乃至12のいずれか一項に記載の圧電積層体は柔軟性を有する。
- 請求項1乃至13のいずれか一項に記載の圧電積層体と、
前記窒化アルミニウム層上に設けられた第1電極と、を有し、
前記金属基板は第2電極として機能する、圧電素子。
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