2000 Fiscal Year Annual Research Report

実用温度範囲の広いリラクサ系圧電単結晶振動子の開発

Research Project

Project/Area Number	12555086
Research Institution	Gifu University
Principal Investigator	安田直彦岐阜大学, 工学部, 教授 (90021625)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	林浩司岐阜大学, 工学部, 助教授 (00238106) 山下洋八株式会社東芝, 研究開発センター, 主任研究官大和英弘岐阜大学, 工学部, 助手 (70270973) 藤田一彦岐阜工業高等専門学校, 助教授 (40249793) 石橋善弘愛知淑徳大学, ビジネスコミュニケーション研究所, 教授 (00023052)
Keywords	圧電単結晶 / 圧電振動子 / インジウムニオブ酸チタン酸鉛 / モルフォトロピック相境界 / キュリー温度 / イッテルビウムニオブ酸チタン酸鉛 / 電気機械結合係数 / 熱分析
Research Abstract	低キュリー温度から生じる低抗電界のための脱分極や長時間素子使用に伴う温度上昇のため実用使用温度範囲が制限されること等から高いキュリー温度を有する圧電強誘電体単結晶育成が注目されている。本研究ではキュリー温度が280℃と高く、従来知られている250℃以上の圧電単結晶の中では最も電気機械結合係数k_<33>'が高い値78%であることをPb(In_<1/2>Nb_<1/2>)O_3-PbTiO_3(PIN-PT)系でつきとめた。更に、高温度200℃下でもその電気機械結合係数が僅か5%の減少に留まり、その温度特性が従来知られているPb(Zn_<1/3>Nb_<2/3>)O_3-PbTiO_3(PZN-PT)系(キュリー温度170℃でk_<33>'が高い値)よりもはるかに優れた温度特性を有することを発見した。現在,更に高いキュリー温度400℃を有するPb(Yb_<1/2>Nb_<1/2>)O_3-PbTiO_3(PYN-PT)系で一部単結晶化に成功した。これらはいずれも設備備品であるTGA-DTA装置(理学サーモプラス2)を用いて精度の高い熱力学データを取り、融点や液相点を組成比ごとに明らかに出来た事による。現在、更に高品質、で大型単結晶育成条件の開発に向けて熱分析結果を基に研究を進めている。また、圧電振動子の試作を行い、加工性が良いことが確かめられた。菱面体晶と正方晶のモルフォホトロピック相境界近傍で誘電率、自発分極、抗電界等の結晶方位依存性を明らかにし、圧電材料ばかりでなくメモリー材料等としても重要であることを見出した。強誘電体に於ける圧電やメモリー等の材料探査に於ける設計指針を提案している。

Research Products

(10 results)

All Other

All Publications (10 results)

[Publications] N.Yasuda et.al.: "Piezoelectric Properties of a High Curie Temperature Pb (In_<12>Nb_<12>)O_3-PbTiO_3 Binary System Single Crystal near a Morphotoropic Phase Boundary"Jpn.J.Appl.Phys.. 39. L66-L68 (2000)
[Publications] H.Ohwa et.al.: "Observation of the Distribution of the Transition Temperature in Pb (In_<1/2>Nb_<1/2>)O_3."J.Phys.Soc.Jpn.. 69. 1533-1537 (2000)
[Publications] N.Yasuda et.al.: "Tamperature Dependence of Piczoelectric Properties of a High Curie Temperature Pb (In_<12> Nb_<1/2>) O_3-PbTiO_3 Binary System Single Crystal near a Morphotoropic…."Jpn.J.Appl.Phys.. 39. 5586-5585 (2000)
[Publications] S.Ishino et.al.: "X-ray Diffraction Study of Domain Reversal in Relaxor Pb (Zn_<1/3>Nb_<2/3>) O_3."J.Phys.Soc.Jpn.. 69. 3154-3157 (2000)
[Publications] N.Yasuda et.al.: "Crystal Growth and Electrical Properties of Lead Indium Niobate-Lead Titanate Binary Single Crystal."J.Crystal Growth. 139-140 (2000)
[Publications] Y.Ishibashi: "On Elastic Anomaly at the Hexagonal-Orthorhombic Transition in hexagonal BaTiO_3 and Ice."J.Phys.Soc.Jpn.. 70. 307-308 (2000)
[Publications] Y.Yamashita et.al.: "Effect of Molecular Mass of B-site Ions on Electromechanical coupling Factors of Lead-Based Perovskite Piezoelectric Materials."Jpn.J.Appl.Phys.. 39. 5593-5596 (2000)
[Publications] M.Iwata et.al.: "Theory of Morphotoropic Phase Boundary in Solid Solution Systems of Perovskite-type Oxide Ferroelectrics : Engineered Domain Configurations."Jpn.J.Appl.Phys.. 39No.9A. 5156-5163 (2000)
[Publications] M.Iwata et al.: "Theory of Morphotoropic Phase Boundary in Solid Solution Systems of Perovskite-type Oxide Ferroelectrics : Engineered Domain Corfigurations II."Jpn.J.Appl.Phys.. 40No.2A. (2001)
[Publications] M.Iwata et.al.: "A Theory of Polarization Reversals near the morphotoropic Phase Boundary of Perovskite-type Oxide Ferroelectrics."Jpn.J.Appl.Phys.. 40No.2A. (2001)

2000 Fiscal Year Annual Research Report

実用温度範囲の広いリラクサ系圧電単結晶振動子の開発

Principal Investigator

安田 直彦 岐阜大学, 工学部, 教授 (90021625)

Research Products

[Publications] N.Yasuda et.al.: "Piezoelectric Properties of a High Curie Temperature Pb (In_<12>Nb_<12>)O_3-PbTiO_3 Binary System Single Crystal near a Morphotoropic Phase Boundary"Jpn.J.Appl.Phys.. 39. L66-L68 (2000)

[Publications] H.Ohwa et.al.: "Observation of the Distribution of the Transition Temperature in Pb (In_<1/2>Nb_<1/2>)O_3."J.Phys.Soc.Jpn.. 69. 1533-1537 (2000)

[Publications] N.Yasuda et.al.: "Tamperature Dependence of Piczoelectric Properties of a High Curie Temperature Pb (In_<12> Nb_<1/2>) O_3-PbTiO_3 Binary System Single Crystal near a Morphotoropic…."Jpn.J.Appl.Phys.. 39. 5586-5585 (2000)

[Publications] S.Ishino et.al.: "X-ray Diffraction Study of Domain Reversal in Relaxor Pb (Zn_<1/3>Nb_<2/3>) O_3."J.Phys.Soc.Jpn.. 69. 3154-3157 (2000)

[Publications] N.Yasuda et.al.: "Crystal Growth and Electrical Properties of Lead Indium Niobate-Lead Titanate Binary Single Crystal."J.Crystal Growth. 139-140 (2000)

[Publications] Y.Ishibashi: "On Elastic Anomaly at the Hexagonal-Orthorhombic Transition in hexagonal BaTiO_3 and Ice."J.Phys.Soc.Jpn.. 70. 307-308 (2000)

[Publications] Y.Yamashita et.al.: "Effect of Molecular Mass of B-site Ions on Electromechanical coupling Factors of Lead-Based Perovskite Piezoelectric Materials."Jpn.J.Appl.Phys.. 39. 5593-5596 (2000)

[Publications] M.Iwata et.al.: "Theory of Morphotoropic Phase Boundary in Solid Solution Systems of Perovskite-type Oxide Ferroelectrics : Engineered Domain Configurations."Jpn.J.Appl.Phys.. 39No.9A. 5156-5163 (2000)

[Publications] M.Iwata et al.: "Theory of Morphotoropic Phase Boundary in Solid Solution Systems of Perovskite-type Oxide Ferroelectrics : Engineered Domain Corfigurations II."Jpn.J.Appl.Phys.. 40No.2A. (2001)

[Publications] M.Iwata et.al.: "A Theory of Polarization Reversals near the morphotoropic Phase Boundary of Perovskite-type Oxide Ferroelectrics."Jpn.J.Appl.Phys.. 40No.2A. (2001)

安田直彦岐阜大学, 工学部, 教授 (90021625)