TW202110746A - 壓電體膜及壓電元件 - Google Patents
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Abstract
此壓電體膜，係含有下述一般式(1)所表示之含鐵鈮酸鈣鈉，包含平均縱橫比為3以下之粒狀結晶粒子。
Description
本發明係有關壓電體膜及壓電元件。
本發明係根據於2019年7月12日，日本申請之日本特願2019-130521號主張優先權，將此內容援用於此。
具有壓電體膜、和配置於壓電體膜之上下面之電極的壓電元件，係利用於振盪發電元件、感測器、致動器、噴墨頭、自動對焦等之各種壓電裝置。做為壓電體膜，已知有鈮酸鈣鈉(KNaNbO3
)所成KNN系壓電體膜。KNN系壓電體膜係做為非鉛系之壓電體膜倍受矚目。
做為KNN系壓電體膜之成膜方法，已知有CSD法(chemical solution deposition：亦稱之為化學溶液體積法，或化学溶液体積法或溶膠凝膠法)、濺鍍法。CSD法係將含目的組成之金屬元素之先驅體溶液(或溶膠凝膠液)，塗佈於基板之表面，經由燒成所得塗佈膜，成膜壓電體膜之方法。濺鍍法係在高真空中，對於氧化物標靶，衝擊例如離子化之氬等，將經由此彈出之元素，蒸鍍於基板，成膜壓電體膜之方法。CSD法係相較於濺鍍法，可在無需高真空下，使用較小型之裝置，製造壓電體膜之部分，為有利之方法。
使用CSD法或濺鍍法等之方法成膜之KNN系壓電體膜係於成膜時，經由飛散鹼金屬成分，會產生鹼金屬之晶格缺陷。使用產生晶格缺陷之KNN系壓電體膜之壓電元件，係會有在於施加電壓之時，經由產生泄放電流，易於使電性機械變換效率下降的問題。為了抑制此KNN系壓電體膜之泄放電流之產生，有檢討將Nb之一部分以其他之元素加以置換的情事。例如，於專利文獻1中，記載有關於經由濺鍍法形成之柱狀構造之KNN系壓電體膜，對於100莫爾KNN而言，包含可與Nb置換，且成為氧化物時，將具有2價以上、較5價為小之氧化數的元素，以3.3莫爾以下之比率加以組成。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]國際特公開第2015/033791號
[發明欲解決之課題]
伴隨近年之電子機器之小型化或省電化之要求，對於壓電元件亦期望能小型化與省電化。為實現壓電元件之小型化與省電化，需要是薄膜且泄放電流難以產生之壓電體膜。但是，以往之KNN系壓電體膜係構成壓電體膜之結晶粒子為柱狀或接近於此之長方體形狀，結晶粒子彼此之接點少之緣故，將膜厚變薄之時，會有難以抑制泄放電流之產生的問題。
本發明乃有鑑於前述情事而成者，該目的乃提供使膜厚變薄，亦難以產生泄放電流，電性機械變換效率高之KNN系之壓電體膜及壓電元件。
[為解決課題之手段]
為解決上述之課題，有關本發明之一形態之壓電體膜，係含有下述一般式(1)所表示之含鐵鈮酸鈣鈉，包含平均縱橫比為3以下之粒狀結晶粒子為特徵。
根據此構成之壓電體膜，上述一般式(1)所示之含鐵鈮酸鈣鈉係y與z滿足y+z=1，且0.006≦y/z≦0.04之故，在由於鹼金屬之晶格缺陷產生電子缺陷之時，鐵會補充電子缺陷。又，構成壓電體膜之結晶粒子為平均縱橫比為3以下之粒狀結晶粒子之故，結晶粒子彼此之接觸面積為大，結晶粒子間之電子傳導性會提升。為此，膜厚即使變薄，亦可抑制壓電體膜之泄放電流之產生。
在此，關於本發明之一形態之壓電體膜中，前述粒狀結晶粒子係平均粒子徑為10nm以上300nm以下之範圍內為佳。
此時，結晶粒子彼此之接觸面積變大，可確實提升結晶粒子間之電子傳導性。為此，膜厚即使變薄，更可確實抑制壓電體膜之泄放電流之產生。
關於本發明之一形態之壓電元件係具備壓電體層、和配置於前述壓電體層之表面之電極層，前述壓電體層係包含關於上述本發明之一形態之壓電體膜。
根據此構成之壓電元件，壓電體層包含關於上述本發明之一形態之壓電體膜之故，膜厚即使變薄，亦可抑制壓電體膜之泄放電流之產生。
[發明效果]
根據本發明之一形態時，可提供即使膜厚變薄，亦難以產生泄放電流之KNN系之壓電體膜及壓電元件。
以下，對於關於本發明之一實施形態之壓電體膜及壓電元件，參照附件圖式加以說明。
圖1係關於使用本發明之一實施形態之壓電體膜之概略剖面圖。
如圖1所示，壓電元件1係具備壓電體膜10所成壓電體層11、和配置於壓電體層11之表面之電極層20。
壓電體膜10係由包含:含鐵鈮酸鈣鈉(KNaNbO3
)之粒狀結晶粒子所成。粒狀結晶粒子係具有鈣鈦礦結晶構造。含鐵鈮酸鈣鈉之鐵係在由於鹼金屬之晶格缺陷產生電子缺陷之時，有補充該電子缺陷之機能。又，鐵係有在於經由CSD法成膜壓電體膜之時，抑制結晶粒子成為柱狀或接近於此之長方體形狀，將結晶粒子成為低縱橫比之粒狀結晶粒子之作用。
含鐵鈮酸鈣鈉係以下述一般式(1)加以表示。
式(1)中，x係表示滿足0＜x＜1之數。X係滿足0.3＜x＜0.7之數為佳，又以滿足0.4＜x＜0.6之數為更佳。
a係表示滿足0.90＜a≦1之數。a不足1之時，意味鹼金屬晶格缺陷。a成為0.90以下時，鹼金屬之晶格缺陷過多，會有難以維持鈣鈦礦結晶構造之疑慮。a係滿足0.95＜a≦1.00之數為佳。又以滿足0.98＜a≦1.00之數為更佳。
y與z係表示滿足y+z=1，且0.006≦y/z≦0.04之數。即、含鐵鈮酸鈣鈉係對於1莫爾之鈮而言、使鐵在含有0,006莫爾以上0.04莫爾以下之範圍內。鐵之含有量過少之時，會無法得到鐵之添加效果，有難以抑制壓電體膜10之泄放電流之產生的疑慮。另一方面，鐵之含有量過多之時，由於鐵過剩存在於粒界，有難以抑制壓電體膜10之泄放電流之產生的疑慮。y與z係滿足0.01≦y/z≦0.03之數為佳，又以滿足0.015≦y/z≦0.025之數更佳。
粒狀結晶粒子係平均縱橫比為3以下。粒狀結晶粒子係任意選擇之200個之粒狀結晶粒子之縱橫比之平均。縱橫比係粒狀結晶粒子之長徑(最大長)與短徑(最大長垂直徑)之比(長徑/短徑)。粒狀結晶粒子之長徑與短徑係使用粒狀結晶粒子之擴大圖像加以測量。粒狀結晶粒子之長徑係如圖2所示，粒狀結晶粒子30之投影輪廓線上之2點間之最大距離L1
。粒狀結晶粒子之短徑係在對於長徑而言平行之2條直線S1
、S2
，挾住粒狀結晶粒子30時之距離L2
。
經由粒狀結晶粒子為平均縱橫比為3以下，結晶粒子彼此之接觸面積變大，提升結晶粒子間之電子傳導性。為此，膜厚即使變薄，亦可抑制壓電體膜之泄放電流之產生。粒狀結晶粒子之平均縱橫比係較佳為2.5以下，更佳為2以下。
粒狀結晶粒子係平均粒子徑為10nm以上300nm以下之範圍內為佳。粒狀結晶粒子之平均粒子徑在此範圍內之時，粒狀結晶粒子彼此之接觸面積確實變大，更提升粒狀結晶粒子間之電子傳導性之故，可更抑制泄放電流之產生。粒狀結晶粒子係平均粒子徑為係較佳為30nm以上70nm以下之範圍內，在40nm以上70nm以下之範圍內為佳。平均粒子徑係任意選擇之200個之粒狀結晶粒子之長徑(最大長)之平均。
壓電體膜10(壓電體層11)之膜厚係未特別加以限制，可對應於使用用途加以適切調整。壓電體膜10之膜厚係一般而言，為0.5μm以上5μm以下之範圍內。
形成於壓電體膜10之表面之電極層20係包含形成於壓電體膜10之上側表面之上部電極21、和形成於壓電體膜10之下側表面之下部電極22。做為上部電極21與下部電極22之材料，可使用白金(Pt)、銥(Ir)等之金屬。上部電極21與下部電極22係可以同一之材料加以形成，以不同材料加以形成亦可。
接著，說明壓電體膜10之製造方法。
圖3係有關本發明之一實施形態之壓電體膜之製造方法之流程圖。
圖3所示壓電體膜之製造方法係包含塗佈工程S01、假燒成工程S02、主燒成工程S03、壓電體膜之膜厚判定工程S04。
(塗佈工程S01)
塗佈工程S10係於基板上，塗佈壓電體膜形成用之塗佈液，得塗佈膜之工程。
做為基材，係可使用於耐熱性基板之表面，形成下部電極者。做為耐熱性基材，係可使用矽基板、不銹鋼基板、氧化鋁基板等。使用矽基板之時，經由熱氧化矽基板之表面，於矽基板之表面，形成熱氧化膜(SiOx膜)亦可。耐熱性基板係更為提升與下部電極之密合性，具有密接層亦可。做為密接層，可使用氧化鋁膜(Al2
O3
膜)、鈦膜、鈦氧化膜(TiOx膜、0＜x＜2)及此等之層積膜。氧化鋁膜及鈦膜係可例如經由濺鍍法或CSD法加以製膜。另一方面，鈦氧化膜係可將鈦膜，在大氣環境中，以700℃以上800℃以下之溫度，保持1～3分鐘加以燒成而成膜。
做為下部電極之材料，使用Pt之時，Pt下部電極係(111)配向為佳。(111)配向之Pt下部電極係可經由濺鍍法加以形成。又，為提升下部電極與壓電體膜之密合性，於下部電極之表面，設置基底層亦可。做為基底層，可使用鎳酸鑭膜等。鎳酸鑭膜係例如可將經由加熱生成鎳酸鑭膜之溶膠凝膠液，經由塗佈於下部電極之表面，加以加熱之方法(CSD法)而成膜。
壓電體膜形成用塗佈液係以將鉀、鈉、鐵及鈮，經由加熱，生成含鐵鈮酸鈣鈉之比例含有。壓電體膜形成用塗佈液係令鐵與鈮之合計含有量為1莫爾之時，令鉀與鈉做為合計含有量，含有成為0.9莫爾以上1.2莫爾以下之範圍內為佳。使鉀與鈉之合計量變多，是因為鉀或鈉等之鹼金屬係相較於鐵或鈮等之重金屬而言，成膜時之飛散量為大之故。又，塗佈液之鐵與鈮之含有量係對於1莫爾之鈮而言、使Fe成為0.006莫爾以上0.04莫爾以下之範圍內之量。
壓電體膜形成用塗佈液係含鉀、鈉、鐵及鈮之溶膠凝膠液為佳。溶膠凝膠液係例如可經由如下加以調製。首先，於反應容器，投入2-乙基己酸、辛酸無水物、2-乙基己酸鈉(鈉源)、琥珀酸二甲酯，加以回流。於所得反應物，將2-乙基己酸鉀(鉀源)、乙氧基鈮(鈮源)、2-乙基己酸鐵(鐵源)，以經由加熱生成含鐵鈮酸鈣鈉之比例進行添加，回流所得混合物。接著，於所得反應生成物，添加水與有機酸(例如醋酸)，再度回流。回流後，更且經由減壓蒸餾除去副生成物或未反應之殘留物後，可經由在於所得液狀組成物，添加2-乙基己酸加以稀釋，調整濃度，調製溶膠凝膠液。
壓電體膜形成用塗佈液係塗佈在形成於基板之電極或電極之表面之基底層之上。塗佈液之塗佈方法係未特別加以限制，可使用旋塗法、浸泡式塗佈法、噴墨法等。
(假燒成工程S02)
假燒成工程S02係假燒成塗佈工程S01所得之塗佈膜，得假燒成膜之工程。假燒成工程S02之加熱溫度係可揮發塗佈液之溶媒之溫度以上，且含鐵鈮酸鈣鈉不會結晶化之溫度為佳。之所以為含鐵鈮酸鈣鈉不會結晶化之溫度，係在假燒成工程S02中，含鐵鈮酸鈣鈉結晶化時，難以進行下個主燒成工程S03之結晶化。具體而言，加熱溫度係200℃以上400℃以下之範圍內為佳。加熱時間係會因為塗佈膜之膜厚或溶媒之含有量而有所不同，但以30秒以上5分鐘以下之範圍內為佳。加熱環境雖未特別加以限制，以大氣環境或氧環境為佳。做為加熱裝置，可使用加熱板、紅外線急速加熱處理裝置(RTA)。加熱裝置係以加熱板為佳。
(主燒成工程S03)
主燒成工程S03係加熱假燒成工程S02所得之假燒成膜，生成含有鐵鈮酸鈣鈉，具有鈣鈦礦結晶構造之粒狀結晶粒子，經由燒結該生成之粒狀結晶粒子，得壓電體膜之工程。主燒成工程S03之加熱溫度係含鐵鈮酸鈣鈉之結晶化開始溫度以上即可。具體而言，加熱溫度係650℃以上750℃以下之範圍內為佳。又，主燒成工程S03中，將昇溫速度設定在5℃/秒以上200℃/秒以下之範圍內為佳。昇溫速度經由在於上述範圍時，可圓順進行粒狀結晶粒子之生成與粒狀結晶粒子之燒結之故，所得壓電體膜係變得緻密，密度變高。
加熱時間係會因為假燒成膜之厚度或尺寸等而有所不同，但以30秒以上5分鐘以下之範圍內為佳。加熱環境雖未特別加以限制，以大氣環境或氧環境為佳。做為加熱裝置，可使用加熱板、急速加熱處理裝置(RTA)。加熱裝置係以RTA為佳。
(壓電體膜之膜厚判定工程S04)
壓電體膜之膜厚判定工程S04係測量主燒成工程S03所得之壓電體膜之膜厚，判定壓電體膜之膜厚是否為所期望之膜厚之工程。壓電體膜之膜厚較所期望之膜厚為薄之時(圖3中，NO之情形)，再度進行塗佈工程S01、假燒成工程S02、主燒成工程S03，於壓電體膜之表面，層積壓電體膜，使壓電體膜整體之膜厚變厚。又，壓電體膜之膜厚較所期望之膜厚為厚之時，調整塗佈工程S01之塗佈液之塗佈量。壓電體膜之膜厚為所期望之膜厚時(圖3中，YES之情形)，則終止壓電體膜之製造。壓電體膜之膜厚係例如使用分光干涉式膜厚測量裝置加以測量。
壓電元件係可於如以上所得之壓電體膜之表面，形成上部電極加以製作。
如以上構成之本實施形態之壓電體膜10係含有上述一般式(1)所表示之含鐵鈮酸鈣鈉，由平均縱橫比為3以下之粒狀結晶粒子所成之故，即使膜厚為薄，亦可抑制泄放電流之產生。
又，於本實施形態之壓電體膜10中，經由粒狀結晶粒子之平均粒子徑在於10nm以上300nm以下之範圍內，可確實提升粒狀結晶粒子間之電子傳導性。為此，膜厚即使變薄，仍可確實抑制壓電體膜10之泄放電流之產生。
本實施形態之壓電元件1，係壓電體層11包含上述之壓電體膜10之故，厚度即使變薄、小型化，亦可抑制泄放電流之產生。
以上，雖對於本發明的實施形態做了說明，但本發明非限定於此，在不脫離該發明之技術思想之範圍下，可適切加以變更。
[實施例]
接著，將本發明之作用效果，經由實施例加以說明。
[本發明例1]
(1)基板之製作
做為耐熱性基材，準備矽基板(尺寸：縱20mm×橫20mm，厚度0.5mm)。於準備之矽基板之表面，經由熱氧化，形成厚500nm之熱氧化膜。接著，於此熱氧化膜之表面，經由CSD法，形成厚80nm之氧化鋁膜(Al2
O3
膜)。接著，於此氧化鋁膜之表面，經由濺鍍法，形成厚20nm之鈦膜之後，經由在急速加熱處理(RTA)氧環境中，以700℃之溫度燒成1分鐘，氧化鈦膜，形成鈦氧化膜(TiOx
膜)。接著，於此鈦氧化膜之表面，經由濺鍍法，形成(111)配向之厚100nm之Pt下部電極。更且，於Pt下部電極之表面，經由CSD法，形成厚15nm之鎳酸鑭膜(LNO膜)。如此，製作於矽基板之表面，層積熱氧化膜、氧化鋁膜、鈦氧化膜、Pt下部電極、鎳酸鑭膜之基板。
(2)壓電體膜形成用塗佈液之調製
於燒瓶，將2-乙基己酸、辛酸無水物、2-乙基己酸鈉、琥珀酸二甲酯，以5：3：1：4之莫爾比加以投入後，使用150℃之油浴，進行30分鐘回流。回流之後，添加2-乙基己酸鉀、乙氧基鈮、2-乙基己酸鐵，生成令鉀、鈉、鐵、鈮以莫爾比0.5：0.5：0.02：0.98(=K：Na：Fe：Nb)之比例包含之混合物後，使用150℃之油浴，進行30分鐘回流。回流後，添加水與醋酸，再進行150℃30分鐘回流。回流後，使用抽濾管，經由減壓至0.015MPa加以蒸餾，除去副生成物或未反應之殘留物。經由在於所得液狀組成物，添加2-乙基己酸，使加熱100質量份液狀組成物生成之含鐵鈮酸鈣鈉之量成為10質量份加以稀釋。經由將所得稀釋液，以過濾器加以過濾，除去殘留物，調製壓電體膜形成用塗佈液。
(3)附有壓電體膜之基板之製作
在上述(1)所製作之基板之LNO膜之表面，滴下上述(2)所調製之壓電體膜形成用塗佈液，在旋轉速度3000rpm之條件下，旋塗20秒(塗佈工程S01)。接著，將所得附有塗佈膜之基板，使用加熱板，進行250℃之3分鐘燒成(假燒成工程S02)。之後，使用RTA，氧環境中，以50℃/秒之昇溫速度，昇溫至700℃，以700℃進行1分鐘燒成(主燒成工程S03)。經由20次重覆此等工程，製作具有膜厚1μm之壓電體膜的附有壓電體膜之基板。
(4)壓電元件之製作
於上述(3)所得之附有壓電體膜之基板之壓電體膜之表面，經由濺鍍法，將一邊長度0.25mm，厚度100nm之正方形狀之Pt上部電極片，隔著2mm之間隔，形成為於縱方向6個×於橫方向6個(合計36個)之棋盤狀，製作壓電元件。
[評估]
對於上述(3)所得之附有壓電體膜之基板，經由使用XRF(螢光X線分析)，測定壓電體膜中之金屬元素量，算出該金屬元素之莫爾比，求得壓電體膜之組成。將其結果示於下述表1。然而，記載於表1之金屬元素之莫爾比係形成鈣鈦礦結晶之(KNa)(FeNb)O3
之組成為基準之值。
將上述(3)所得之附有壓電體膜之基板之壓電體膜之剖面，使用SEM(日立hightech股份有限公司製、SU8000)，進行觀察。於圖4，顯示該壓電體膜之剖面之SEM照片。更且，使用該SEM照片，測量200個之結晶粒子之長徑與短徑，算出平均縱橫比(長徑/短徑之平均)與平均粒子徑(長徑之平均)。將其結果示於下述表1。
對於上述(4)所得壓電元件，將下部Pt電極與上部電極片，隔著電源裝置(Keithley236)加以連接，於下部Pt電極與上部電極片之間，將施加電壓時之電流值做為泄放電流加以測定。泄放電流值係將0～600kV/cm之電壓，以5kV/cm之步進，橫掃於LINEAR，以延遲時間(delay time)0.1秒、積算次數32次之條件加以測定。泄放電流值係對於形成為棋盤狀之各上部Pt電極加以測量。於各上部Pt電極與下部Pt電極之間，算出施加100kV/cm之電壓時之泄放電流值之平均，該值為1×10-5
/cm2
以下者為A，超過1×10-5
/cm2
者為B。將其結果示於下述表1。
[本發明例2]
於本發明例1之(2)壓電體膜形成用塗佈液之調製中，除了令混合物之鉀、鈉、鐵、鈮之莫爾比成為0.5：0.5：0.01：0.99(=K：Na：Fe：Nb)，配料原料之外，與本發明例1同樣地，製作附有壓電體膜之基板與壓電元件。將所得壓電體膜板之組成與粒子之尺寸及壓電振動子之泄放電流值之評估結果，示於下述表1。
[本發明例3]
於本發明例1之(2)壓電體膜形成用塗佈液之調製中，除了令混合物之鉀、鈉、鐵、鈮之莫爾比成為0.5：0.5：0.03：0.97(=K：Na：Fe：Nb)，配料原料之外，與本發明例1同樣地，製作附有壓電體膜之基板與壓電元件。將所得附有壓電體膜之基板之組成與粒子之尺寸及壓電振動子之泄放電流值之評估結果，示於下述表1。
[本發明例4]
於本發明例1之(2)壓電體膜形成用塗佈液之調製中，除了令混合物之鉀、鈉、鐵、鈮之莫爾比成為0.5：0.5：0.035：0.965(=K：Na：Fe：Nb)，配料原料之外，與本發明例1同樣地，製作附有壓電體膜之基板與壓電元件。將所得壓電體膜之組成與粒子之尺寸及壓電振動子之泄放電流值之評估結果，示於下述表1。
[比較例1]
於本發明例1之(2)壓電體膜形成用塗佈液之調製中，除了未添加2-乙基己酸，令混合物之鉀、鈉、鐵、鈮之莫爾比成為0.5：0.5：1(=K：Na：Nb)，配料原料之外，與本發明例1同樣地，製作附有壓電體膜之基板與壓電元件。將所得附有壓電體膜之基板之組成與粒子之尺寸及壓電振動子之泄放電流值之評估結果，示於下述表1。
[比較例2]
於本發明例1之(2)壓電體膜形成用塗佈液之調製中，除了令混合物之鉀、鈉、鐵、鈮之莫爾比成為0.5：0.5：0.005：0.995(=K：Na：Fe：Nb)，配料原料之外，與本發明例1同樣地，製作附有壓電體膜之基板與壓電元件。將所得壓電體膜之組成與粒子之尺寸及壓電振動子之泄放電流值之評估結果，示於下述表1。
[比較例3]
於本發明例1之(2)壓電體膜形成用塗佈液之調製中，除了令混合物之鉀、鈉、鐵、鈮之莫爾比成為0.5：0.5：0.05：0.95(=K：Na：Fe：Nb)，配料原料之外，與本發明例1同樣地，製作附有壓電體膜之基板與壓電元件。將所得壓電體膜之組成與粒子之尺寸及壓電振動子之泄放電流值之評估結果，示於下述表1。
[比較例4]
於本發明例1之(2)壓電體膜形成用塗佈液之調製中，除了代替2-乙基己酸鐵，使用2-乙基己酸錳，令混合物之鉀、鈉、錳、鈮之莫爾比成為0.5：0.5：0.01：0.99(=K：Na：Mn：Nb)，配料原料之外，與本發明例1同樣地，製作附有壓電體膜之基板與壓電元件。將所得壓電體膜之組成與粒子之尺寸及壓電振動子之泄放電流值之評估結果，示於下述表1。
使用對於鈮而言將鐵以本發明之範圍內包含之含鐵鈮酸鈣鈉的本發明例1~4之壓電體膜，係結晶粒子之平均縱橫比皆為3以下，泄放電流值為1×10-5
/cm2
以下。對此，使用不含Fe之鈮酸鈣鈉之比較例1之壓電體膜，平均縱橫比為大，泄放電流值超過1×10-5
/cm2
。又，使用令鐵較本發明之範圍少量包含之含鐵鈮酸鈣鈉之比較例2之壓電體膜，相較比較例1，平均縱橫比雖較低，但泄放電流值仍超過1×10-5
/cm2
。另一方面，使用令鐵較本發明之範圍多量包含之含鐵鈮酸鈣鈉之比較例3之壓電體膜，平均縱橫比雖為1，但泄放電流值仍超過1×10-5
/cm2
。此係由於鐵過剩存在於粒界，難以抑制壓泄放電流之產生之故。更且，使用對於1莫爾之鈮而言含0.01莫爾之錳之含錳鈮酸鈣鈉之比較例4之壓電體膜，平均縱橫比為7.0與比較例1之壓電體膜同等級，泄放電流值係超過1×10-5
/cm2
。
由此等結果，經由Fe具有抑制結晶粒子成長為柱狀之作用、以及該結晶粒子成為縱橫比低之粒狀，可確認泄放電流值之減低。
[產業上的可利用性]
本實施形態之KNN系之壓電體膜及壓電元件係即使膜厚變薄，亦難以產生泄放電流。為此，本實施形態之KNN系之壓電體膜及壓電元件係可有利適用於振盪發電元件、感測器、致動器、噴墨頭、自動對焦等之各種壓電裝置。
1:壓電元件
10:壓電體膜
11:壓電體層
20:電極層
21:上部電極
22:下部電極
30:粒狀結晶粒子
S1,S2
:直線
[圖1]關於使用本發明之一實施形態之壓電體膜之壓電元件之概略剖面圖。
[圖2]說明粒狀結晶粒子之長徑與短徑之測定方法的概念圖。
[圖3]有關本發明之一實施形態之壓電體膜之製造方法之流程圖。
[圖4]本發明例1所得壓電體膜之剖面之SEM照片。
1:壓電元件
10:壓電體膜
11:壓電體層
20:電極層
21:上部電極
22:下部電極
Claims (3)
- 一種壓電體膜，其特徵係含有下述一般式(1)所表示之含鐵鈮酸鈣鈉，包含平均縱橫比為3以下之粒狀結晶粒子；式(1)中，x係表示滿足0＜x＜1之數，a係表示滿足0.90＜a≦1之數，y與z係表示y+z=1，且滿足0.006≦y/z≦0.04之數。
- 如請求項1記載之壓電體膜，其中，前述粒狀結晶粒子係平均粒子徑為10nm以上300nm以下之範圍內。
- 一種壓電元件，其特徵係具備壓電體層、和配置於前述壓電體層之表面之電極層， 前述壓電體層係包含請求項1或2記載之壓電體膜。
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