JPH08133738A - 焦電体結晶膜の製造方法 - Google Patents
焦電体結晶膜の製造方法Info
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- JPH08133738A JPH08133738A JP6305318A JP30531894A JPH08133738A JP H08133738 A JPH08133738 A JP H08133738A JP 6305318 A JP6305318 A JP 6305318A JP 30531894 A JP30531894 A JP 30531894A JP H08133738 A JPH08133738 A JP H08133738A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 配向性の焦電体結晶膜を提供することがで
き、該焦電体結晶膜を使用した赤外線センサとして使用
した場合には感度が良く、指向性に優れている。 【構成】 水熱合成により基板上に（Ｐｂ１−ｘＬ
ａｘ）（ＺｒｙＴｉ１−ｙ）１−ｘＯ３（ただし、０≦
ｘ＜１、０≦ｙ≦１である。）からなる焦電体結晶膜を
形成する方法において、Ｐｂ含有原料化合物が５０ｍｍ
ｏｌ／ｌ〜５００ｍｍｏｌ／ｌ、Ｌａ含有原料化合物が
５ｍｍｏｌ／ｌ〜１００ｍｍｏｌ／ｌ、Ｚｒ含有原料化
合物が２０ｍｍｏｌ／ｌ〜５００ｍｍｏｌ／ｌおよびＴ
ｉ含有原料化合物が０．００２ｍｍｏｌ／ｌ〜５ｍｍｏ
ｌ／ｌの条件で結晶核を形成する第１工程、およびＰｂ
含有原料化合物が５０ｍｍｏｌ／ｌ〜５００ｍｍｏｌ／
ｌ、Ｌａ含有原料化合物が５ｍｍｏｌ／ｌ〜１００ｍｍ
ｏｌ／ｌ、Ｚｒ含有原料化合物が１０ｍｍｏｌ／ｌ〜５
００ｍｍｏｌ／ｌおよびＴｉ含有原料化合物が５ｍｍｏ
ｌ／ｌ〜４００ｍｍｏｌ／ｌの条件で結晶成長させる第
２工程からなる焦電体結晶膜の製造方法に関する。
き、該焦電体結晶膜を使用した赤外線センサとして使用
した場合には感度が良く、指向性に優れている。 【構成】 水熱合成により基板上に（Ｐｂ１−ｘＬ
ａｘ）（ＺｒｙＴｉ１−ｙ）１−ｘＯ３（ただし、０≦
ｘ＜１、０≦ｙ≦１である。）からなる焦電体結晶膜を
形成する方法において、Ｐｂ含有原料化合物が５０ｍｍ
ｏｌ／ｌ〜５００ｍｍｏｌ／ｌ、Ｌａ含有原料化合物が
５ｍｍｏｌ／ｌ〜１００ｍｍｏｌ／ｌ、Ｚｒ含有原料化
合物が２０ｍｍｏｌ／ｌ〜５００ｍｍｏｌ／ｌおよびＴ
ｉ含有原料化合物が０．００２ｍｍｏｌ／ｌ〜５ｍｍｏ
ｌ／ｌの条件で結晶核を形成する第１工程、およびＰｂ
含有原料化合物が５０ｍｍｏｌ／ｌ〜５００ｍｍｏｌ／
ｌ、Ｌａ含有原料化合物が５ｍｍｏｌ／ｌ〜１００ｍｍ
ｏｌ／ｌ、Ｚｒ含有原料化合物が１０ｍｍｏｌ／ｌ〜５
００ｍｍｏｌ／ｌおよびＴｉ含有原料化合物が５ｍｍｏ
ｌ／ｌ〜４００ｍｍｏｌ／ｌの条件で結晶成長させる第
２工程からなる焦電体結晶膜の製造方法に関する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水熱合成による焦電体
結晶膜の製造方法に関する。本発明により得られる焦電
体結晶膜は、焦電性の異方性を利用した焦電体素子を作
製するための配向性の焦電体結晶膜として利用すること
ができる。
結晶膜の製造方法に関する。本発明により得られる焦電
体結晶膜は、焦電性の異方性を利用した焦電体素子を作
製するための配向性の焦電体結晶膜として利用すること
ができる。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】従来、配向性の焦電体結晶
膜を得るためには、ＭｇＯやＳｒＴｉＯ３の単結晶を基
板として用い、スパッタ法やＭＯＣＶＤ法により作製す
るのが一般的である。
膜を得るためには、ＭｇＯやＳｒＴｉＯ３の単結晶を基
板として用い、スパッタ法やＭＯＣＶＤ法により作製す
るのが一般的である。
【０００３】しかしながら、前記方法により配向性の焦
電体結晶膜を作製する場合には、基板の種類が限られ
る、高温での成膜あるいは成膜後の熱処理が必要であ
る、組成の制御が難しい、膜厚を厚くする場合の量産性
に乏しい等の問題点がある。
電体結晶膜を作製する場合には、基板の種類が限られ
る、高温での成膜あるいは成膜後の熱処理が必要であ
る、組成の制御が難しい、膜厚を厚くする場合の量産性
に乏しい等の問題点がある。
【０００４】一方、例えば焦電素子についていえば、無
配向の場合すなわち従来の固相法で作製した焦電体は、
結晶軸の方向が揃わないために、大きな電気機械結合係
数を有するものが得られない、分極処理によって微小な
クラックが発生する等の問題がある。
配向の場合すなわち従来の固相法で作製した焦電体は、
結晶軸の方向が揃わないために、大きな電気機械結合係
数を有するものが得られない、分極処理によって微小な
クラックが発生する等の問題がある。
【０００５】そこで水熱合成法による焦電体結晶膜を作
製することが試みられているが、配向性の焦電体結晶膜
は得られていない。例えば、鶴見等〔電子情報通信学会
技術研究報告，９２（Ｎｏ．２６２），ＵＳ９２−１
８，３５〕によると、水熱合成法によるＰＺＴ薄膜の合
成について検討されているが、同文献における図９のＸ
ＲＤパターンや図１０のＰＺＴ薄膜表面のＳＥＭ写真か
らみると得られた薄膜の配向度は低い。
製することが試みられているが、配向性の焦電体結晶膜
は得られていない。例えば、鶴見等〔電子情報通信学会
技術研究報告，９２（Ｎｏ．２６２），ＵＳ９２−１
８，３５〕によると、水熱合成法によるＰＺＴ薄膜の合
成について検討されているが、同文献における図９のＸ
ＲＤパターンや図１０のＰＺＴ薄膜表面のＳＥＭ写真か
らみると得られた薄膜の配向度は低い。
【０００６】
【本発明の目的】本発明は、上記問題点を解決するため
になされたものであり、結晶軸方向が揃い、また高温で
の成膜あるいは熱処理を必要としない配向性の焦電体結
晶膜を提供することを目的とする。
になされたものであり、結晶軸方向が揃い、また高温で
の成膜あるいは熱処理を必要としない配向性の焦電体結
晶膜を提供することを目的とする。
【０００７】
【問題点を解決するための手段】本発明は、水熱合成に
より基板上に（Ｐｂ１−ｘＬａｘ）（ＺｒｙＴ
ｉ１−ｙ）１−ｘＯ３（ただし、０≦ｘ＜１、０≦ｙ≦
１である。）からなる焦電体結晶膜を形成する方法にお
いて、Ｐｂ含有原料化合物が５０ｍｍｏｌ／ｌ〜５００
ｍｍｏｌ／ｌ、Ｌａ含有原料化合物が５ｍｍｏｌ／ｌ〜
１００ｍｍｏｌ／ｌ、Ｚｒ含有原料化合物が２０ｍｍｏ
ｌ／ｌ〜５００ｍｍｏｌ／ｌおよびＴｉ含有原料化合物
が０．００２ｍｍｏｌ／ｌ〜５ｍｍｏｌ／ｌの条件で結
晶核を形成する第１工程、およびＰｂ含有原料化合物が
５０ｍｍｏｌ／ｌ〜５００ｍｍｏｌ／ｌ、Ｌａ含有原料
化合物が５ｍｍｏｌ／ｌ〜１００ｍｍｏｌ／ｌ、Ｚｒ含
有原料化合物が１０ｍｍｏｌ／ｌ〜５００ｍｍｏｌ／ｌ
およびＴｉ含有原料化合物が５ｍｍｏｌ／ｌ〜４００ｍ
ｍｏｌ／ｌの条件で結晶成長させる第２工程からなるこ
とを特徴とする焦電体結晶膜の製造方法に関する。
より基板上に（Ｐｂ１−ｘＬａｘ）（ＺｒｙＴ
ｉ１−ｙ）１−ｘＯ３（ただし、０≦ｘ＜１、０≦ｙ≦
１である。）からなる焦電体結晶膜を形成する方法にお
いて、Ｐｂ含有原料化合物が５０ｍｍｏｌ／ｌ〜５００
ｍｍｏｌ／ｌ、Ｌａ含有原料化合物が５ｍｍｏｌ／ｌ〜
１００ｍｍｏｌ／ｌ、Ｚｒ含有原料化合物が２０ｍｍｏ
ｌ／ｌ〜５００ｍｍｏｌ／ｌおよびＴｉ含有原料化合物
が０．００２ｍｍｏｌ／ｌ〜５ｍｍｏｌ／ｌの条件で結
晶核を形成する第１工程、およびＰｂ含有原料化合物が
５０ｍｍｏｌ／ｌ〜５００ｍｍｏｌ／ｌ、Ｌａ含有原料
化合物が５ｍｍｏｌ／ｌ〜１００ｍｍｏｌ／ｌ、Ｚｒ含
有原料化合物が１０ｍｍｏｌ／ｌ〜５００ｍｍｏｌ／ｌ
およびＴｉ含有原料化合物が５ｍｍｏｌ／ｌ〜４００ｍ
ｍｏｌ／ｌの条件で結晶成長させる第２工程からなるこ
とを特徴とする焦電体結晶膜の製造方法に関する。
【０００８】水熱合成による配向性の焦電体結晶膜は、
上記各原料化合物濃度でまず基板上に水熱合成により結
晶核を形成し、ついで結晶成長を行うことにより得られ
る。本発明によれば、結晶核形成時に微量のＴｉ含有原
料化合物を存在させて水熱反応を行った後、成長反応を
行うことにより配向性の焦電体結晶膜が得られる。第２
工程に於いて、Ｚｒ含有原料化合物とＴｉ含有原料化合
物とのモル比（Ｚｒ／Ｔｉ比）０．０１より大きく、好
ましくは０．１〜９．０とすることにより、配向性がさ
らに優れた焦電体結晶膜が得られる。
上記各原料化合物濃度でまず基板上に水熱合成により結
晶核を形成し、ついで結晶成長を行うことにより得られ
る。本発明によれば、結晶核形成時に微量のＴｉ含有原
料化合物を存在させて水熱反応を行った後、成長反応を
行うことにより配向性の焦電体結晶膜が得られる。第２
工程に於いて、Ｚｒ含有原料化合物とＴｉ含有原料化合
物とのモル比（Ｚｒ／Ｔｉ比）０．０１より大きく、好
ましくは０．１〜９．０とすることにより、配向性がさ
らに優れた焦電体結晶膜が得られる。
【０００９】本発明において、水熱合成による結晶核の
形成をレイノルズ数が２０００以下、好ましくは１００
０以下の条件で行い、ついで結晶成長させることにより
配向性がさらに優れた誘電体薄膜が得られる。なお、結
晶成長させる際の形成条件としては層流下でも乱流下で
もよいが、適度に攪拌することにより成膜速度を大きく
することができる。
形成をレイノルズ数が２０００以下、好ましくは１００
０以下の条件で行い、ついで結晶成長させることにより
配向性がさらに優れた誘電体薄膜が得られる。なお、結
晶成長させる際の形成条件としては層流下でも乱流下で
もよいが、適度に攪拌することにより成膜速度を大きく
することができる。
【００１０】本発明で使用される基板は特に限定されな
いが、結晶核形成時に基板と溶液中の金属イオンとの反
応による結晶膜と基板との密着力を大きくするために焦
電体結晶膜の構成元素を少なくとも１つ以上含有するよ
うな基板が好ましい。また、焦電体結晶膜を構成する元
素でコーティングした基板を使用することもできる。
いが、結晶核形成時に基板と溶液中の金属イオンとの反
応による結晶膜と基板との密着力を大きくするために焦
電体結晶膜の構成元素を少なくとも１つ以上含有するよ
うな基板が好ましい。また、焦電体結晶膜を構成する元
素でコーティングした基板を使用することもできる。
【００１１】本発明において水熱反応において使用され
るＰｂ、Ｌａ、ＺｒおよびＴｉの構成元素を含有する原
料化合物としては塩化物、オキシ塩化物、硝酸塩、アル
コキシド、酢酸塩、水酸化物、酸化物等が好ましい。ま
た、水熱反応において使用されるアルカリ化合物とし
て、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアル
カリ金属の水酸化物を挙げることができる。水熱反応に
おけるアルカリ化合物濃度は、結晶核形成時が０．１ｍ
ｏｌ／ｌ〜８．０ｍｏｌ／ｌ、また成長反応時が０．１
２ｍｏｌ／ｌ〜８．０ｍｏｌ／ｌが好ましい。
るＰｂ、Ｌａ、ＺｒおよびＴｉの構成元素を含有する原
料化合物としては塩化物、オキシ塩化物、硝酸塩、アル
コキシド、酢酸塩、水酸化物、酸化物等が好ましい。ま
た、水熱反応において使用されるアルカリ化合物とし
て、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアル
カリ金属の水酸化物を挙げることができる。水熱反応に
おけるアルカリ化合物濃度は、結晶核形成時が０．１ｍ
ｏｌ／ｌ〜８．０ｍｏｌ／ｌ、また成長反応時が０．１
２ｍｏｌ／ｌ〜８．０ｍｏｌ／ｌが好ましい。
【００１２】本発明の製造方法の具体例を以下に詳述す
る。基板としてＴｉ基板あるいはＴｉをコーティングし
たものを用い、前記基板上に水熱合成によって結晶軸が
揃った焦電体結晶膜を作製する。この配向性焦電体結晶
膜の形成は、以下のようにして行う。
る。基板としてＴｉ基板あるいはＴｉをコーティングし
たものを用い、前記基板上に水熱合成によって結晶軸が
揃った焦電体結晶膜を作製する。この配向性焦電体結晶
膜の形成は、以下のようにして行う。
【００１３】まずＰｂ（ＮＯ３）２水溶液５０ｍｍｏｌ
／ｌ〜５００ｍｍｏｌ／ｌ、Ｌａ（ＣＨ３ＣＯＯ）３水
溶液５ｍｍｏｌ／ｌ〜１００ｍｍｏｌ／ｌ、ＺｒＯＣｌ
２水溶液２０ｍｍｏｌ／ｌ〜５００ｍｍｏｌ／ｌ、Ｔｉ
Ｃｌ４水溶液０．００２ｍｍｏｌ／ｌ〜５ｍｍｏｌ／ｌ
およびＫＯ言水溶液０．１ｍｏｌ／ｌ〜８．０ｍｏｌ／
ｌの混合溶液中に、前記基板を任意の場所に設置固定
し、レイノルズ数が２０００以下の状態、すなわち乱流
にならない状態で、１２０〜２００℃の温度で、０．２
５〜２４時間水熱による表面処理を行い、基板面に対し
て結晶軸が揃った結晶核を形成する。
／ｌ〜５００ｍｍｏｌ／ｌ、Ｌａ（ＣＨ３ＣＯＯ）３水
溶液５ｍｍｏｌ／ｌ〜１００ｍｍｏｌ／ｌ、ＺｒＯＣｌ
２水溶液２０ｍｍｏｌ／ｌ〜５００ｍｍｏｌ／ｌ、Ｔｉ
Ｃｌ４水溶液０．００２ｍｍｏｌ／ｌ〜５ｍｍｏｌ／ｌ
およびＫＯ言水溶液０．１ｍｏｌ／ｌ〜８．０ｍｏｌ／
ｌの混合溶液中に、前記基板を任意の場所に設置固定
し、レイノルズ数が２０００以下の状態、すなわち乱流
にならない状態で、１２０〜２００℃の温度で、０．２
５〜２４時間水熱による表面処理を行い、基板面に対し
て結晶軸が揃った結晶核を形成する。
【００１４】次に結晶を成長させるため、Ｐｂ（Ｎ
Ｏ３）２水溶液５０ｍｍｏｌ／ｌ〜５００ｍｍｏｌ／
ｌ、Ｌａ（ＣＨ３ＣＯＯ）３水溶液５ｍｍｏｌ／ｌ〜１
００ｍｍｏｌ／ｌ、ＺｒＯＣｌ２水溶液１０ｍｍｏｌ／
ｌ〜５００ｍｍｏｌ／ｌ、ＴｉＣｌ４水溶液５ｍｍｏｌ
／ｌ〜４００ｍｍｏｌ／ｌおよびＫＯＨ水溶液０．１２
ｍｏｌ／ｌ〜８．０ｍｏｌ／ｌの混合溶液中に、前記配
向性の結晶核が形成された基板を入れて１００〜１４０
℃、１〜９６時間水熱処理を行う。これにより基板上に
高配向性の焦電体結晶膜が形成される。水熱処理におけ
る加熱方法は油浴や電気炉などによる。その後一般的な
洗浄を行う。例えば、純水中で超音波洗浄を行い、つい
で酢酸水溶液中で超音波洗浄を行い、さらに純水中で超
音波洗浄を行い、１００〜１２０℃で１２時間程度乾燥
させる。
Ｏ３）２水溶液５０ｍｍｏｌ／ｌ〜５００ｍｍｏｌ／
ｌ、Ｌａ（ＣＨ３ＣＯＯ）３水溶液５ｍｍｏｌ／ｌ〜１
００ｍｍｏｌ／ｌ、ＺｒＯＣｌ２水溶液１０ｍｍｏｌ／
ｌ〜５００ｍｍｏｌ／ｌ、ＴｉＣｌ４水溶液５ｍｍｏｌ
／ｌ〜４００ｍｍｏｌ／ｌおよびＫＯＨ水溶液０．１２
ｍｏｌ／ｌ〜８．０ｍｏｌ／ｌの混合溶液中に、前記配
向性の結晶核が形成された基板を入れて１００〜１４０
℃、１〜９６時間水熱処理を行う。これにより基板上に
高配向性の焦電体結晶膜が形成される。水熱処理におけ
る加熱方法は油浴や電気炉などによる。その後一般的な
洗浄を行う。例えば、純水中で超音波洗浄を行い、つい
で酢酸水溶液中で超音波洗浄を行い、さらに純水中で超
音波洗浄を行い、１００〜１２０℃で１２時間程度乾燥
させる。
【００１５】こうして形成された焦電体結晶膜の組成は
主として（Ｐｂ１−ｘＬａｘ）（ＺｒｙＴｉ１−ｙ）
１−ｘＯ３（ただし、０≦ｘ＜１、０≦ｙ≦１であ
る。）からなっている。得られた焦電体結晶膜の結晶状
態はＸ線回折等により確認される。
主として（Ｐｂ１−ｘＬａｘ）（ＺｒｙＴｉ１−ｙ）
１−ｘＯ３（ただし、０≦ｘ＜１、０≦ｙ≦１であ
る。）からなっている。得られた焦電体結晶膜の結晶状
態はＸ線回折等により確認される。
【００１６】本発明で得られる焦電体結晶膜を素子化す
る場合に使用される電極としては、特に限定されないが
コストや量産性を考慮し最適なものが選定される。例え
ば、スパッタリング法によるＮｉ、無電解メッキ法によ
るＮｉ、焼付けタイプのＡｇ等がある。その他、蒸着に
よるＡｌ、スパッタリング法によるＰｔあるいはＡｕ等
も用いられる。なお、基板に樹脂を用いる場合には、高
温に加熱できないので焼付けタイプのＡｇ電極は好まし
くない。
る場合に使用される電極としては、特に限定されないが
コストや量産性を考慮し最適なものが選定される。例え
ば、スパッタリング法によるＮｉ、無電解メッキ法によ
るＮｉ、焼付けタイプのＡｇ等がある。その他、蒸着に
よるＡｌ、スパッタリング法によるＰｔあるいはＡｕ等
も用いられる。なお、基板に樹脂を用いる場合には、高
温に加熱できないので焼付けタイプのＡｇ電極は好まし
くない。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の具体的実施例についてさらに
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００１８】実施例１ Ｐｂ（ＮＯ３）２水溶液１５．５２ｍｍｏｌ、Ｌａ（Ｃ
Ｈ３ＣＯＯ）３水溶液０．４８ｍｍｏｌ、ＺｒＯＣｌ２
水溶液８ｍｍｏｌ、ＴｉＣｌ４水溶液０．０２ｍｍｏｌ
およびＫＯＨ水溶液０．４ｍｏｌの混合溶液（溶液合計
量１５０ｍｌ、充填率５０％）の中部に、Ｔｉ基板を設
置固定し、格別の攪拌操作なしに１８０℃で１２時間の
水熱処理を行い基板面に対して結晶軸の揃った（ＰｂＬ
ａ）（ＺｒＴｉ）Ｏ３の結晶核を生成させた。このよう
にして得られた結晶は図１にＸ線回折パターンを示すよ
うに通常の固相法で調製したセラミックスに比べＣ軸に
配向していた。次に、結晶成長のためＰｂ（ＮＯ３）２
水溶液１５．５２ｍｍｏｌ、Ｌａ（ＣＨ３ＣＯＯ）３水
溶液０．４８ｍｍｏｌ、ＺｒＯＣｌ２水溶液８．３２ｍ
ｍｏｌ、ＴｉＣｌ４水溶液７．６８ｍｍｏｌおよびＫＯ
Ｈ水溶液２．３ｍｏｌの混合溶液（溶液合計量６４０ｍ
ｌ）の上部に設置固定し、格別の攪拌操作なしに、１３
０℃、４８時間の水熱条件で（Ｐｂ１−ｘＬａｘ）（Ｚ
ｒｙＴｉ１−ｙ）１−ｘＯ３の膜を形成した。その後、
純水中での超音波洗浄３分間×２回、１ｍｏｌ／ｌ酢酸
水溶液中で超音波洗浄３分間×２回、およびさらに純水
中で超音波洗浄３分間×２回を行い、１００℃で１２時
間乾燥を行った。このようにして得られた焦電体結晶膜
のＸ線回折パターンおよびＳＥＭ写真をそれぞれ図２お
よび図３に示す。Ｌｏｔｇｅｒｌｉｎｇによって与えら
れた式（例えば、Ｆ．Ｋ．Ｌｏｔｇｅｒｌｉｎｇ，Ｊ．
Ｉｎｏｒｇ．Ｎｕｃｌ．Ｃｈｅｍ，９，１１３（１９５
９）参照）を用いて（００１）方向の配向度を求めると
０．７２であり、通常の固相法で作製したセラミックス
に比べｃ軸方向に配向していた。このようにして得られ
た配向性の結晶膜上に金電極を蒸着法で形成した。
Ｈ３ＣＯＯ）３水溶液０．４８ｍｍｏｌ、ＺｒＯＣｌ２
水溶液８ｍｍｏｌ、ＴｉＣｌ４水溶液０．０２ｍｍｏｌ
およびＫＯＨ水溶液０．４ｍｏｌの混合溶液（溶液合計
量１５０ｍｌ、充填率５０％）の中部に、Ｔｉ基板を設
置固定し、格別の攪拌操作なしに１８０℃で１２時間の
水熱処理を行い基板面に対して結晶軸の揃った（ＰｂＬ
ａ）（ＺｒＴｉ）Ｏ３の結晶核を生成させた。このよう
にして得られた結晶は図１にＸ線回折パターンを示すよ
うに通常の固相法で調製したセラミックスに比べＣ軸に
配向していた。次に、結晶成長のためＰｂ（ＮＯ３）２
水溶液１５．５２ｍｍｏｌ、Ｌａ（ＣＨ３ＣＯＯ）３水
溶液０．４８ｍｍｏｌ、ＺｒＯＣｌ２水溶液８．３２ｍ
ｍｏｌ、ＴｉＣｌ４水溶液７．６８ｍｍｏｌおよびＫＯ
Ｈ水溶液２．３ｍｏｌの混合溶液（溶液合計量６４０ｍ
ｌ）の上部に設置固定し、格別の攪拌操作なしに、１３
０℃、４８時間の水熱条件で（Ｐｂ１−ｘＬａｘ）（Ｚ
ｒｙＴｉ１−ｙ）１−ｘＯ３の膜を形成した。その後、
純水中での超音波洗浄３分間×２回、１ｍｏｌ／ｌ酢酸
水溶液中で超音波洗浄３分間×２回、およびさらに純水
中で超音波洗浄３分間×２回を行い、１００℃で１２時
間乾燥を行った。このようにして得られた焦電体結晶膜
のＸ線回折パターンおよびＳＥＭ写真をそれぞれ図２お
よび図３に示す。Ｌｏｔｇｅｒｌｉｎｇによって与えら
れた式（例えば、Ｆ．Ｋ．Ｌｏｔｇｅｒｌｉｎｇ，Ｊ．
Ｉｎｏｒｇ．Ｎｕｃｌ．Ｃｈｅｍ，９，１１３（１９５
９）参照）を用いて（００１）方向の配向度を求めると
０．７２であり、通常の固相法で作製したセラミックス
に比べｃ軸方向に配向していた。このようにして得られ
た配向性の結晶膜上に金電極を蒸着法で形成した。
【００１９】このようにして得られた（Ｐｂ１−ｘＬａ
ｘ）（ＺｒｙＴｉ１−ｙ）１−ｘＯ３（ただし、ｘは
０．０３、ｙは０．５２である。）からなる焦電体素子
は、分極処理を施すことなく電圧を印加して焦電電流を
測定したところ、焦電電流は１ｎＡ／ｍＶであり分極方
向が揃っていることが電気的にも確認された。焦電電流
の測定結果を図４に示す。
ｘ）（ＺｒｙＴｉ１−ｙ）１−ｘＯ３（ただし、ｘは
０．０３、ｙは０．５２である。）からなる焦電体素子
は、分極処理を施すことなく電圧を印加して焦電電流を
測定したところ、焦電電流は１ｎＡ／ｍＶであり分極方
向が揃っていることが電気的にも確認された。焦電電流
の測定結果を図４に示す。
【００２０】
【発明の効果】以上のように本発明によれば水熱合成に
より、配向性の焦電体結晶膜が得られる。本発明により
得られる焦電体結晶膜は赤外線センサとして使用した場
合には感度が良く、指向性に優れている。
より、配向性の焦電体結晶膜が得られる。本発明により
得られる焦電体結晶膜は赤外線センサとして使用した場
合には感度が良く、指向性に優れている。
【図１】本発明により得られる結晶核形成反応後の（Ｐ
ｂＬａ）（ＺｒＴｉ）Ｏ３焦電体結晶膜のＸ線回折パタ
ーンを示す図である。
ｂＬａ）（ＺｒＴｉ）Ｏ３焦電体結晶膜のＸ線回折パタ
ーンを示す図である。
【図２】本発明により得られる結晶成長反応後の（Ｐｂ
Ｌａ）（ＺｒＴｉ）Ｏ３焦電体結晶膜のＸ線回折パター
ンを示す図である。
Ｌａ）（ＺｒＴｉ）Ｏ３焦電体結晶膜のＸ線回折パター
ンを示す図である。
【図３】本発明により得られる結晶成長反応後の（Ｐｂ
Ｌａ）（ＺｒＴｉ）Ｏ３焦電体結晶膜における結晶構造
を示す図面に代わるＳＥＭ写真図である。
Ｌａ）（ＺｒＴｉ）Ｏ３焦電体結晶膜における結晶構造
を示す図面に代わるＳＥＭ写真図である。
【図４】本発明により得られる結晶成長反応後の（Ｐｂ
Ｌａ）（ＺｒＴｉ）Ｏ３焦電体結晶膜の焦電電流の測定
結果を示す図である。
Ｌａ）（ＺｒＴｉ）Ｏ３焦電体結晶膜の焦電電流の測定
結果を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 隆幸 山口県宇部市大字小串1978番地の５ 宇部 興産株式会社宇部研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】 水熱合成により基板上に（Ｐｂ１−ｘ
Ｌａｘ）（ＺｒｙＴｉ１−ｙ）１−ｘＯ３（ただし、０
≦ｘ＜１、０≦ｙ≦１である。）からなる焦電体結晶膜
を形成する方法において、Ｐｂ含有原料化合物が５０ｍ
ｍｏｌ／ｌ〜５００ｍｍｏｌ／ｌ、Ｌａ含有原料化合物
が５ｍｍｏｌ／ｌ〜１００ｍｍｏｌ／ｌ、Ｚｒ含有原料
化合物が２０ｍｍｏｌ／ｌ〜５００ｍｍｏｌ／ｌおよび
Ｔｉ含有原料化合物が０．００２ｍｍｏｌ／ｌ〜５ｍｍ
ｏｌ／ｌの条件で結晶核を形成する第１工程、およびＰ
ｂ含有原料化合物が５０ｍｍｏｌ／ｌ〜５００ｍｍｏｌ
／ｌ、Ｌａ含有原料化合物が５ｍｍｏｌ／ｌ〜１００ｍ
ｍｏｌ／ｌ、Ｚｒ含有原料化合物が１０ｍｍｏｌ／ｌ〜
５００ｍｍｏｌ／ｌおよびＴｉ含有原料化合物が５ｍｍ
ｏｌ／ｌ〜４００ｍｍｏｌ／ｌの条件で結晶成長させる
第２工程からなることを特徴とする焦電体結晶膜の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6305318A JPH08133738A (ja) | 1994-11-04 | 1994-11-04 | 焦電体結晶膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6305318A JPH08133738A (ja) | 1994-11-04 | 1994-11-04 | 焦電体結晶膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08133738A true JPH08133738A (ja) | 1996-05-28 |
Family
ID=17943672
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6305318A Pending JPH08133738A (ja) | 1994-11-04 | 1994-11-04 | 焦電体結晶膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08133738A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004051760A1 (ja) * | 2002-12-05 | 2004-06-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 焦電体素子及びその製造方法並びに赤外線センサ |
| JP2015231017A (ja) * | 2014-06-06 | 2015-12-21 | トヨタ自動車株式会社 | 熱電変換材料及びその製造方法 |
| CN109338471A (zh) * | 2018-11-28 | 2019-02-15 | 同济大学 | 一种中红外光学倍频晶体氟代钨碘酸钾材料及制备与应用 |
| WO2020004644A1 (ja) * | 2018-06-29 | 2020-01-02 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | ナノ結晶及びその製造方法、並びにナノ結晶を用いた電子デバイス及び圧電素子 |
-
1994
- 1994-11-04 JP JP6305318A patent/JPH08133738A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004051760A1 (ja) * | 2002-12-05 | 2004-06-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 焦電体素子及びその製造方法並びに赤外線センサ |
| JP2015231017A (ja) * | 2014-06-06 | 2015-12-21 | トヨタ自動車株式会社 | 熱電変換材料及びその製造方法 |
| WO2020004644A1 (ja) * | 2018-06-29 | 2020-01-02 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | ナノ結晶及びその製造方法、並びにナノ結晶を用いた電子デバイス及び圧電素子 |
| JPWO2020004644A1 (ja) * | 2018-06-29 | 2021-06-24 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | ナノ結晶及びその製造方法、並びにナノ結晶を用いた電子デバイス及び圧電素子 |
| CN109338471A (zh) * | 2018-11-28 | 2019-02-15 | 同济大学 | 一种中红外光学倍频晶体氟代钨碘酸钾材料及制备与应用 |
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