JPH0777552A - 圧電性の測定方法およびその装置 - Google Patents
圧電性の測定方法およびその装置Info
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- JPH0777552A JPH0777552A JP17253293A JP17253293A JPH0777552A JP H0777552 A JPH0777552 A JP H0777552A JP 17253293 A JP17253293 A JP 17253293A JP 17253293 A JP17253293 A JP 17253293A JP H0777552 A JPH0777552 A JP H0777552A
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 材料定数を測定せずに圧電体薄膜の圧電定数
を高精度に測定できる圧電性の測定方法およびその装置
を提供する。 【構成】 圧電体を強磁性体基板５上に形成した複合材
試料10を試料固定台７に立設固定する。この複合材試料
10に電磁コイル６により磁場をかけ、複合材試料10を磁
歪変形させる。この磁歪変形をレーザ変位計９で検出し
ながら、磁歪変形を相殺する大きさの電場を電場印加手
段８により複合材試料10に加え、複合材試料10の反りを
元の中立位置のストレスのない状態に戻す。このときの
電場の強さと、強磁性体５の磁歪定数に基づいて圧電体
２の圧電定数を測定する。
を高精度に測定できる圧電性の測定方法およびその装置
を提供する。 【構成】 圧電体を強磁性体基板５上に形成した複合材
試料10を試料固定台７に立設固定する。この複合材試料
10に電磁コイル６により磁場をかけ、複合材試料10を磁
歪変形させる。この磁歪変形をレーザ変位計９で検出し
ながら、磁歪変形を相殺する大きさの電場を電場印加手
段８により複合材試料10に加え、複合材試料10の反りを
元の中立位置のストレスのない状態に戻す。このときの
電場の強さと、強磁性体５の磁歪定数に基づいて圧電体
２の圧電定数を測定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロセンサやマイ
クロアクチェエータ等に用いられる圧電性薄膜の圧電性
の測定方法およびその装置に関するものである。
クロアクチェエータ等に用いられる圧電性薄膜の圧電性
の測定方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】圧電体は従来から電気エネルギと機械的
エネルギの変換特性を利用して圧力センサやマイクロホ
ンや発振子等に広く用いられている。この圧電体は一般
に圧電体結晶や圧電性を有するセラミック焼結体を圧電
性方位のバルク（基板）状の所望、形状に圧電素子とし
て切り出すことにより作製される。この圧電素子の設計
上必要な圧電定数は圧電体結晶や焼結体について求めた
値を用いることができる。この圧電体結晶の圧電定数の
測定方法については、例えば、「電気的測定」物理定数
技術第４巻、飯田ら偏、朝倉書店ＰＰ．１６７−２０４
（１９６６）に示されている。圧電体としては、従来、
ロッシェル塩、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化アルミニウム
（ＡｌＮ）、ＰＺＴ（鉛・ジルコネート・タイタネー
ト）等が知られている。
エネルギの変換特性を利用して圧力センサやマイクロホ
ンや発振子等に広く用いられている。この圧電体は一般
に圧電体結晶や圧電性を有するセラミック焼結体を圧電
性方位のバルク（基板）状の所望、形状に圧電素子とし
て切り出すことにより作製される。この圧電素子の設計
上必要な圧電定数は圧電体結晶や焼結体について求めた
値を用いることができる。この圧電体結晶の圧電定数の
測定方法については、例えば、「電気的測定」物理定数
技術第４巻、飯田ら偏、朝倉書店ＰＰ．１６７−２０４
（１９６６）に示されている。圧電体としては、従来、
ロッシェル塩、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化アルミニウム
（ＡｌＮ）、ＰＺＴ（鉛・ジルコネート・タイタネー
ト）等が知られている。
【０００３】近年、集積回路技術の発達により、情報処
理装置が小型化、高性能化する一方で、薄膜製造技術に
も著しい進歩があり、圧電性薄膜を用いた小型、高性能
のセンサや発振子やアクチュエータ等の実用化への開発
が活発化している。圧電性薄膜の作製方法としては、ス
パッタ法、蒸着法、ＣＶＤ（化学蒸着）法、ゾルーゲル
法等が知られている。
理装置が小型化、高性能化する一方で、薄膜製造技術に
も著しい進歩があり、圧電性薄膜を用いた小型、高性能
のセンサや発振子やアクチュエータ等の実用化への開発
が活発化している。圧電性薄膜の作製方法としては、ス
パッタ法、蒸着法、ＣＶＤ（化学蒸着）法、ゾルーゲル
法等が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、圧電体
を薄膜として形成した場合、その圧電性は、前記バルク
の形で得られたときの結晶あるいは焼結体の圧電性とそ
の値が通常異なるものと考えられる。したがって、圧電
性薄膜を小型、高性能センサや発振子等に応用するため
には、薄膜で得られた状態での圧電性の測定が是非とも
必要となる。ところが、圧電体薄膜は通常、図４に示す
ように、基体１上にスパッタ法、蒸着法等により形成さ
れており、圧電体薄膜２は基体１の片面に付着されてい
るので、基体１の片面から拘束を受けている。
を薄膜として形成した場合、その圧電性は、前記バルク
の形で得られたときの結晶あるいは焼結体の圧電性とそ
の値が通常異なるものと考えられる。したがって、圧電
性薄膜を小型、高性能センサや発振子等に応用するため
には、薄膜で得られた状態での圧電性の測定が是非とも
必要となる。ところが、圧電体薄膜は通常、図４に示す
ように、基体１上にスパッタ法、蒸着法等により形成さ
れており、圧電体薄膜２は基体１の片面に付着されてい
るので、基体１の片面から拘束を受けている。
【０００５】この圧電性薄膜２に電場を印加して、圧電
性薄膜２の圧電定数を測定しようとすると、圧電性薄膜
２は基体１とともに反る。この反った状態を解析して圧
電定数を導き出すためには、圧電性薄膜２と基体１のヤ
ング率等の材料定数を知る必要がある。また、材料定数
もバルクと薄膜とでは値が異なると考えられ、別途薄膜
として得られた圧電体の材料定数を求める必要があり、
そのためには、圧電体薄膜２と基体１とを分離する必要
があるが、圧電体薄膜２を基体１から分離するには、複
雑な分離技術や手間がかかり、また、薄膜２の状態で材
料定数を求めることは解析が複雑で、精度にも問題があ
った。
性薄膜２の圧電定数を測定しようとすると、圧電性薄膜
２は基体１とともに反る。この反った状態を解析して圧
電定数を導き出すためには、圧電性薄膜２と基体１のヤ
ング率等の材料定数を知る必要がある。また、材料定数
もバルクと薄膜とでは値が異なると考えられ、別途薄膜
として得られた圧電体の材料定数を求める必要があり、
そのためには、圧電体薄膜２と基体１とを分離する必要
があるが、圧電体薄膜２を基体１から分離するには、複
雑な分離技術や手間がかかり、また、薄膜２の状態で材
料定数を求めることは解析が複雑で、精度にも問題があ
った。
【０００６】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、その目的は、材料定数を測定せずに圧
電体薄膜の圧電定数を高精度に測定できる圧電性の測定
方法およびその装置を提供することにある。
れたものであり、その目的は、材料定数を測定せずに圧
電体薄膜の圧電定数を高精度に測定できる圧電性の測定
方法およびその装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、次のように構成されている。すなわち、本
発明の圧電性の測定方法は、圧電体を強磁性体基板上に
形成してなる複合材試料に磁場をかけて複合材試料を磁
歪変形させ、この磁歪変形を検出しながら該磁歪変形を
相殺する大きさの電場を複合材試料に加え、この電場の
強さと強磁性体の磁歪定数に基づいて圧電体の圧電定数
を測定することを特徴として構成されており、また、前
記複合材試料を真空槽内に設置して磁場および電場の印
加を行うこと、前記圧電体の上部に非磁性体の電極を形
成し、強磁性体基板を下部電極として圧電体に電場を印
加すること、前記圧電体と強磁性体との間に非磁性体の
下部電極を形成し、圧電体の上部に非磁性体の上部電極
を形成し、これら上部電極と下部電極を用いて圧電体に
電場を印加すること、前記複合材試料および磁場を発生
する装置は電磁遮蔽室内に設置したこと、前記強磁性体
基板材料として非晶質強磁性体を用いること、前記複合
材試料の変形量は、顕微干渉計、レーザ変位計、複合材
試料に対向配置した電極との間のトンネル電流もしくは
静電容量の検出手段、複合材試料に対向配置した物体間
の原子間力検出手段のいずれかにより検出することも各
本発明の特徴としている。
するために、次のように構成されている。すなわち、本
発明の圧電性の測定方法は、圧電体を強磁性体基板上に
形成してなる複合材試料に磁場をかけて複合材試料を磁
歪変形させ、この磁歪変形を検出しながら該磁歪変形を
相殺する大きさの電場を複合材試料に加え、この電場の
強さと強磁性体の磁歪定数に基づいて圧電体の圧電定数
を測定することを特徴として構成されており、また、前
記複合材試料を真空槽内に設置して磁場および電場の印
加を行うこと、前記圧電体の上部に非磁性体の電極を形
成し、強磁性体基板を下部電極として圧電体に電場を印
加すること、前記圧電体と強磁性体との間に非磁性体の
下部電極を形成し、圧電体の上部に非磁性体の上部電極
を形成し、これら上部電極と下部電極を用いて圧電体に
電場を印加すること、前記複合材試料および磁場を発生
する装置は電磁遮蔽室内に設置したこと、前記強磁性体
基板材料として非晶質強磁性体を用いること、前記複合
材試料の変形量は、顕微干渉計、レーザ変位計、複合材
試料に対向配置した電極との間のトンネル電流もしくは
静電容量の検出手段、複合材試料に対向配置した物体間
の原子間力検出手段のいずれかにより検出することも各
本発明の特徴としている。
【０００８】さらにまた、本発明の圧電体の圧電性測定
装置は、圧電体を強磁性体基板上に形成してなる複合材
試料を固定する試料固定台と、試料固定台の複合材試料
に磁場をかける磁場発生装置と、磁場による複合材試料
の磁歪変形を検出する変位検出手段と、この変位検出手
段の変位検出信号を受けて前記複合材試料の磁歪変形を
相殺する大きさの電場を複合材試料に印加する負帰還制
御方式の電場印加手段とを有することを特徴として構成
されている。
装置は、圧電体を強磁性体基板上に形成してなる複合材
試料を固定する試料固定台と、試料固定台の複合材試料
に磁場をかける磁場発生装置と、磁場による複合材試料
の磁歪変形を検出する変位検出手段と、この変位検出手
段の変位検出信号を受けて前記複合材試料の磁歪変形を
相殺する大きさの電場を複合材試料に印加する負帰還制
御方式の電場印加手段とを有することを特徴として構成
されている。
【０００９】
【作用】圧電体を強磁性体基板上に形成した複合材試料
に磁場をかけて複合材試料を磁歪変形させ、この磁歪変
形を検出しながら、磁歪変形を相殺する電場を複合材試
料に加え、磁歪変形を元の中立位置のストレスのない状
態に復帰する。このときの電場の強さと、強磁性体の磁
歪定数に基づいて圧電体の材料定数を測定することなく
圧電体の圧電定数を精度よく測定する。
に磁場をかけて複合材試料を磁歪変形させ、この磁歪変
形を検出しながら、磁歪変形を相殺する電場を複合材試
料に加え、磁歪変形を元の中立位置のストレスのない状
態に復帰する。このときの電場の強さと、強磁性体の磁
歪定数に基づいて圧電体の材料定数を測定することなく
圧電体の圧電定数を精度よく測定する。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図２には、本実施例の圧電体の圧電性測定用試料
が示されており、この測定用試料10は強磁性体、例え
ば、純鉄、純ニッケル、純コバルトや、鉄と稀土類金属
との合金等の超磁歪材の基板５上に圧電性を測定するた
めの圧電体薄膜２を形成し、この圧電体薄膜２上に非磁
性体の上部電極３を形成し、強磁性体基板５を下部電極
として圧電体の複合材試料10を形成したものである。
する。図２には、本実施例の圧電体の圧電性測定用試料
が示されており、この測定用試料10は強磁性体、例え
ば、純鉄、純ニッケル、純コバルトや、鉄と稀土類金属
との合金等の超磁歪材の基板５上に圧電性を測定するた
めの圧電体薄膜２を形成し、この圧電体薄膜２上に非磁
性体の上部電極３を形成し、強磁性体基板５を下部電極
として圧電体の複合材試料10を形成したものである。
【００１１】図１には、本実施例の圧電性測定装置が示
されている。この圧電性測定装置は、図２の圧電体の複
合材試料10を固定する試料固定台７と、複合材試料10に
磁場をかける磁場発生装置としての電磁コイル６と、磁
場による複合材試料10の磁歪変形を検出する変位検出手
段としてのレーザ変位計９と、このレーザ変位計９の変
位検出信号を受けて複合材試料10の磁歪変形を相殺する
大きさの電場を複合材試料10に印加する負帰還制御方式
の電場印加手段８とを有している。この負帰還制御方式
の電場印加手段８は負帰還制御装置11と電圧増幅器12と
により構成されている。
されている。この圧電性測定装置は、図２の圧電体の複
合材試料10を固定する試料固定台７と、複合材試料10に
磁場をかける磁場発生装置としての電磁コイル６と、磁
場による複合材試料10の磁歪変形を検出する変位検出手
段としてのレーザ変位計９と、このレーザ変位計９の変
位検出信号を受けて複合材試料10の磁歪変形を相殺する
大きさの電場を複合材試料10に印加する負帰還制御方式
の電場印加手段８とを有している。この負帰還制御方式
の電場印加手段８は負帰還制御装置11と電圧増幅器12と
により構成されている。
【００１２】次に、本実施例の圧電素子の圧電性の測定
方法を図１および図２に基づいて説明する。まず、図２
に示す複合材試料10を図１の試料固定台７に立設配置
し、この複合材試料10の表裏両面側に配設されているそ
れぞれの電磁コイル６により複合材試料10に磁場をかけ
て、複合材試料10を磁歪変形させる。この磁歪変形量を
レーザ変位計９で検出し、その検出信号を負帰還制御装
置11に加える。負帰還制御装置11はその検出信号を受け
て、磁歪変形を逆方向に変形する電場を電圧増幅器12に
よって増幅して磁歪変形量を相殺する大きさの電場と
し、この大きさの電場を負帰還制御方式の電場印加手段
８によって複合材試料10の上部電極３と下部電極５間に
加える。これによって、複合材試料10を反りのない元の
中立位置のストレスのない状態に戻す。この状態で、こ
のときに加えた電場の強さと、強磁性体５の磁歪定数に
基づいて圧電体２の圧電定数を測定する。
方法を図１および図２に基づいて説明する。まず、図２
に示す複合材試料10を図１の試料固定台７に立設配置
し、この複合材試料10の表裏両面側に配設されているそ
れぞれの電磁コイル６により複合材試料10に磁場をかけ
て、複合材試料10を磁歪変形させる。この磁歪変形量を
レーザ変位計９で検出し、その検出信号を負帰還制御装
置11に加える。負帰還制御装置11はその検出信号を受け
て、磁歪変形を逆方向に変形する電場を電圧増幅器12に
よって増幅して磁歪変形量を相殺する大きさの電場と
し、この大きさの電場を負帰還制御方式の電場印加手段
８によって複合材試料10の上部電極３と下部電極５間に
加える。これによって、複合材試料10を反りのない元の
中立位置のストレスのない状態に戻す。この状態で、こ
のときに加えた電場の強さと、強磁性体５の磁歪定数に
基づいて圧電体２の圧電定数を測定する。
【００１３】前記圧電定数ｄは次式により求められる。
すなわち、ｄ＝λｔ／Ｖここに、λは基板５の磁歪によ
る歪で、磁歪定数から求められる。ｔは圧電体２の膜
厚、Ｖは圧電体２に印加した電圧を示す。したがって、
前記負帰還制御装置による磁歪相殺電圧Ｖを測定するこ
とにより圧電定数を求めることができる。
すなわち、ｄ＝λｔ／Ｖここに、λは基板５の磁歪によ
る歪で、磁歪定数から求められる。ｔは圧電体２の膜
厚、Ｖは圧電体２に印加した電圧を示す。したがって、
前記負帰還制御装置による磁歪相殺電圧Ｖを測定するこ
とにより圧電定数を求めることができる。
【００１４】本実施例によれば、圧電体を強磁性体基板
上に形成した複合材試料10を磁歪変形し、この磁歪変形
を相殺する電場を加える構成としたので、複合材試料10
は元の中立位置に復帰し、ストレスが全くない状態とな
る。この複合材試料10が元に復帰したときの電場の強さ
と強磁性体の磁歪定数に基づいて、材料定数を測定する
ことなく圧電体薄膜２の圧電定数を高い精度で測定する
ことができる。
上に形成した複合材試料10を磁歪変形し、この磁歪変形
を相殺する電場を加える構成としたので、複合材試料10
は元の中立位置に復帰し、ストレスが全くない状態とな
る。この複合材試料10が元に復帰したときの電場の強さ
と強磁性体の磁歪定数に基づいて、材料定数を測定する
ことなく圧電体薄膜２の圧電定数を高い精度で測定する
ことができる。
【００１５】なお、本発明は上記実施例に限定されるこ
とはなく、様々に実施の態様を採り得る。例えば、上記
実施例では、複合材試料10に磁場をかける磁界発生装置
として電磁コイル６を用いたが、この電磁コイル６の代
わりに永久磁石を用いてもよい。この場合には、試料固
定台７に複合材試料10を取り付ける際に、永久磁石から
複合材試料10に加わる磁場を防止するため、予め、試料
固定台７を電磁遮蔽板等により遮蔽し、試料取り付け
後、遮蔽板を除去するか、試料10を試料固定台７に取り
付けた後、永久磁石を所定位置に配置する等が必要であ
る。
とはなく、様々に実施の態様を採り得る。例えば、上記
実施例では、複合材試料10に磁場をかける磁界発生装置
として電磁コイル６を用いたが、この電磁コイル６の代
わりに永久磁石を用いてもよい。この場合には、試料固
定台７に複合材試料10を取り付ける際に、永久磁石から
複合材試料10に加わる磁場を防止するため、予め、試料
固定台７を電磁遮蔽板等により遮蔽し、試料取り付け
後、遮蔽板を除去するか、試料10を試料固定台７に取り
付けた後、永久磁石を所定位置に配置する等が必要であ
る。
【００１６】また、上記実施例では、複合材試料10の磁
歪変形を相殺する電圧印加に際し、電圧増幅器12を用い
たが、複合材試料10に印加する電圧が小さい場合には、
この電圧増幅器12は省略してもよい。
歪変形を相殺する電圧印加に際し、電圧増幅器12を用い
たが、複合材試料10に印加する電圧が小さい場合には、
この電圧増幅器12は省略してもよい。
【００１７】さらに、上記実施例では、圧電性の測定を
常圧の状態で行っているが、例えば、複合財試料10を真
空槽内に設置してもよい。本実施例では、磁場発生装置
には通常直流電圧が印加されるが、磁場発生装置に交流
電圧が印加された場合には、交流磁界により、複合財試
料10は振動しながら磁歪変形する。この磁歪変形を元に
復帰されるとき常圧状態の場合には空気抵抗を受けるの
で、複合材試料10の負帰還制御精度が悪くなる。ところ
が、真空状態であれば、空気抵抗がなく、複合材試料10
の負帰還制御精度が良好となり、圧電定数を精度よく測
定することができる。
常圧の状態で行っているが、例えば、複合財試料10を真
空槽内に設置してもよい。本実施例では、磁場発生装置
には通常直流電圧が印加されるが、磁場発生装置に交流
電圧が印加された場合には、交流磁界により、複合財試
料10は振動しながら磁歪変形する。この磁歪変形を元に
復帰されるとき常圧状態の場合には空気抵抗を受けるの
で、複合材試料10の負帰還制御精度が悪くなる。ところ
が、真空状態であれば、空気抵抗がなく、複合材試料10
の負帰還制御精度が良好となり、圧電定数を精度よく測
定することができる。
【００１８】さらにまた、上記実施例では、圧電体２の
上部に非磁性体の上部電極３を形成し、強磁性体基板５
を下部電極としたが、図３に示すように、圧電体２と強
磁性体５との間に、例えば、銅やアルミニウム等の非磁
性体の下部電極４を形成し、これら上部電極３と下部電
極４を用いて圧電体に電場を印加してもよい。この場
合、下部電極４は実施例の強磁性体基板による下部電極
５に比較し、抵抗値が小さく電導性が良好なため、複合
材試料の磁歪変形を相殺する印加電圧の値をより正確に
測定することができる。
上部に非磁性体の上部電極３を形成し、強磁性体基板５
を下部電極としたが、図３に示すように、圧電体２と強
磁性体５との間に、例えば、銅やアルミニウム等の非磁
性体の下部電極４を形成し、これら上部電極３と下部電
極４を用いて圧電体に電場を印加してもよい。この場
合、下部電極４は実施例の強磁性体基板による下部電極
５に比較し、抵抗値が小さく電導性が良好なため、複合
材試料の磁歪変形を相殺する印加電圧の値をより正確に
測定することができる。
【００１９】さらにまた、複合材試料および磁場発生装
置を電磁遮蔽室内に設置してもよい。この場合には、外
部からの磁界の影響を全く受けることがなく、磁場発生
装置からの所望の磁場のみを複合材試料に与えることが
でき、圧電定数を精度よく測定することができる。
置を電磁遮蔽室内に設置してもよい。この場合には、外
部からの磁界の影響を全く受けることがなく、磁場発生
装置からの所望の磁場のみを複合材試料に与えることが
でき、圧電定数を精度よく測定することができる。
【００２０】さらにまた、強磁性体基板材料としては、
異方性強磁性体や非晶質強磁性体が使用されるが、強磁
性体基板材料として非晶質強磁性体を用いた場合には、
強磁性体基板の取り付け方向が何れになってもこの複合
材試料に磁場が加わったとき、基板材料が非晶質で基板
には方向性がないため、磁歪変形の大きさや変形方向、
変形速度等に大きな相違を生ずることがなく、圧電定数
を精度よく測定することができる。
異方性強磁性体や非晶質強磁性体が使用されるが、強磁
性体基板材料として非晶質強磁性体を用いた場合には、
強磁性体基板の取り付け方向が何れになってもこの複合
材試料に磁場が加わったとき、基板材料が非晶質で基板
には方向性がないため、磁歪変形の大きさや変形方向、
変形速度等に大きな相違を生ずることがなく、圧電定数
を精度よく測定することができる。
【００２１】さらにまた、上記実施例では、複合材試料
10の磁歪変形をレーザ変位計９で検出したが、例えば、
複合材試料10の変形量は、顕微干渉計で検出してもよ
く、あるいは、複合材試料10に対向配置した針状電極を
複合材試料10に近づけて、針状電極先端と複合材試料10
間のトンネル電流の大きさにより検出してもよい。ま
た、複合材試料10に対向配置した針状電極の先端を複合
材試料10に近づけて、針状電極と複合材試料10の電子間
力が両者の距離の６乗で変化するので、その電子間力に
よって複合材試料10の変化量を検出してもよい。
10の磁歪変形をレーザ変位計９で検出したが、例えば、
複合材試料10の変形量は、顕微干渉計で検出してもよ
く、あるいは、複合材試料10に対向配置した針状電極を
複合材試料10に近づけて、針状電極先端と複合材試料10
間のトンネル電流の大きさにより検出してもよい。ま
た、複合材試料10に対向配置した針状電極の先端を複合
材試料10に近づけて、針状電極と複合材試料10の電子間
力が両者の距離の６乗で変化するので、その電子間力に
よって複合材試料10の変化量を検出してもよい。
【００２２】さらにまた、複合材試料10に対向して電極
を配置し、この電極と複合材試料10間の静電容量の変化
により磁歪変形量を検出してもよい。
を配置し、この電極と複合材試料10間の静電容量の変化
により磁歪変形量を検出してもよい。
【００２３】
【発明の効果】本発明は、圧電体を強磁性体基板上に形
成した複合材試料を磁歪変形し、この磁歪変形を相殺す
る電場を加える構成としたので、複合材試料は元の中立
位置に復帰し、ストレスが全くない状態となる。この複
合材試料が元に復帰したときの電場の強さと強磁性体の
磁歪定数に基づいて、材料定数を測定することなく圧電
体の圧電定数を高い精度で測定することができる。
成した複合材試料を磁歪変形し、この磁歪変形を相殺す
る電場を加える構成としたので、複合材試料は元の中立
位置に復帰し、ストレスが全くない状態となる。この複
合材試料が元に復帰したときの電場の強さと強磁性体の
磁歪定数に基づいて、材料定数を測定することなく圧電
体の圧電定数を高い精度で測定することができる。
【図１】本実施例の圧電性測定装置の説明図である。
【図２】本実施例の複合材試料の説明図である。
【図３】本発明の他構成の複合材試料の説明図である。
【図４】従来の圧電体の説明図である。
２ 圧電体薄膜 ３ 非磁性体電極 ５ 強磁性体 ６ 磁場発生装置 ７ 試料固定台 ８ 負帰還制御方式の電場印加手段 ９ 変位検出手段 10 複合材試料 11 負帰還制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 41/22
Claims (8)
- 【請求項１】 圧電体を強磁性体基板上に形成してなる
複合材試料に磁場をかけて複合材試料を磁歪変形させ、
この磁歪変形を検出しながら該磁歪変形を相殺する大き
さの電場を複合材試料に加え、この電場の強さと強磁性
体の磁歪定数に基づいて圧電体の圧電定数を測定する圧
電性の測定方法。 - 【請求項２】 複合材試料を真空槽内に設置して磁場お
よび電場の印加を行う請求項１記載の圧電性の測定方
法。 - 【請求項３】 圧電体の上部に非磁性体の電極を形成
し、強磁性体基板を下部電極として圧電体に電場を印加
する請求項１又は請求項２記載の圧電性の測定方法。 - 【請求項４】 圧電体と強磁性体との間に非磁性体の下
部電極を形成し、圧電体の上部に非磁性体の上部電極を
形成し、これら上部電極と下部電極を用いて圧電体に電
場を印加する請求項１又は請求項２記載の圧電性の測定
方法。 - 【請求項５】 複合材試料および磁場を発生する装置は
電磁遮蔽室内に設置した請求項１乃至請求項４のいずれ
か１つに記載の圧電性の測定方法。 - 【請求項６】 強磁性体基板材料として非晶質強磁性体
を用いる請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載の
圧電性の測定方法。 - 【請求項７】 複合材試料の変形量は、顕微干渉計、レ
ーザ変位計、複合材試料に対向配置した電極との間のト
ンネル電流もしくは静電容量の検出手段、複合材試料に
対向配置した物体間の原子間力検出手段のいずれかによ
り検出する請求項１乃至請求項６のいずれか１つに記載
の圧電性の測定方法。 - 【請求項８】 圧電体を強磁性体基板上に形成してなる
複合材試料を固定する試料固定台と、試料固定台の複合
材試料に磁場をかける磁場発生装置と、磁場による複合
材試料の磁歪変形を検出する変位検出手段と、この変位
検出手段の変位検出信号を受けて前記複合材試料の磁歪
変形を相殺する大きさの電場を複合材試料に印加する負
帰還制御方式の電場印加手段とを有する圧電体の圧電性
測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17253293A JPH0777552A (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | 圧電性の測定方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17253293A JPH0777552A (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | 圧電性の測定方法およびその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0777552A true JPH0777552A (ja) | 1995-03-20 |
Family
ID=15943659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17253293A Pending JPH0777552A (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | 圧電性の測定方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0777552A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0846954A1 (en) * | 1996-12-06 | 1998-06-10 | Daewoo Electronics Co., Ltd | Method and apparatus for measuring a piezoelectric constant of a thin film type piezoelectric material |
| WO1998025150A1 (en) * | 1996-12-06 | 1998-06-11 | Daewoo Electronics Co., Ltd. | Method and apparatus for measuring the piezoelectric constant of a thin film type piezoelectric material |
| US7025499B2 (en) * | 2000-10-24 | 2006-04-11 | Robert Bosch Gmbh | Device for testing a material that changes shape when an electric and/or magnetic field is applied |
| CN100439929C (zh) * | 2005-11-30 | 2008-12-03 | 中国科学院声学研究所 | 压电材料准静态法横向压电应变常数测量方法和系统 |
| JP2010008207A (ja) * | 2008-06-26 | 2010-01-14 | Toyo Corp | 圧電薄膜の物性測定方法及び圧電薄膜の物性測定装置 |
-
1993
- 1993-06-18 JP JP17253293A patent/JPH0777552A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0846954A1 (en) * | 1996-12-06 | 1998-06-10 | Daewoo Electronics Co., Ltd | Method and apparatus for measuring a piezoelectric constant of a thin film type piezoelectric material |
| WO1998025150A1 (en) * | 1996-12-06 | 1998-06-11 | Daewoo Electronics Co., Ltd. | Method and apparatus for measuring the piezoelectric constant of a thin film type piezoelectric material |
| US7025499B2 (en) * | 2000-10-24 | 2006-04-11 | Robert Bosch Gmbh | Device for testing a material that changes shape when an electric and/or magnetic field is applied |
| CN100439929C (zh) * | 2005-11-30 | 2008-12-03 | 中国科学院声学研究所 | 压电材料准静态法横向压电应变常数测量方法和系统 |
| JP2010008207A (ja) * | 2008-06-26 | 2010-01-14 | Toyo Corp | 圧電薄膜の物性測定方法及び圧電薄膜の物性測定装置 |
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