2007 Fiscal Year Annual Research Report
強誘電体ドメイン制御を利用した新規圧電デバイスおよび材料の創出
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17560294
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| Research Institution | Shizuoka Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
小川 敏夫 Shizuoka Institute of Science and Technology, 理工学部, 教授 (40247573)
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| Keywords | 電子・電気材料 / 誘電体物性 / 先端機能デバイス / セラミックス / 圧電単結晶 |
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| Research Abstract |
リラクサ単結晶である(100)面Pb[(Zn_<1/3>Nb_<2/3>)_0.91Ti_0.09]O_3(PZNT(91)/(09))圧電単結晶は、[100]方向に分極した場合、80%以上の巨大電気機械結合係数k_<31>をもつことが明らかになっている。また、(110)面(1-x)Pb(Mg_<1/3>Nb_<2/3>)O_<3-x>PbTiO_3(PMNT(1-x)/x,x=0.251-0.293)圧電単結晶板においても巨大k_<31>(>80%)が確認されている。巨大k_<31>を得るために、分極温度(40℃)でDC分極電界1000V/mm以上の電界印加で分極処理を行った時、(100)面PZNT(91)/(09)および(110)面PMNT(1-x)/x(x=0.251-0.293)単結晶板では単一振動体(シングルドメイン)となり、長さ方での単一振動が発生した。その結果、巨大k_<31>およびd_<31>定数が得られると考えられた。本年度は、有限要素法(FEM)を用いて巨大k_<31>をもつ単結晶板の周波数応答解析を行い、シングルドメイン板のインピーダンス応答との関係について調べた。また、(100)面PZNT(91)/(09)単結晶板のドメイン挙動についてもFEM解析により評価した。
巨大k_<31>をもつ(100)面PZNT(91)/(09)単結晶板および(110)面PMNT(74)/(26)単結晶板のドメイン構造とインピーダンス応答との関係を明らかにするために、FEMを用いてk_<31>、k_<32>およびk_tモードのインピーダンス周波数応答解析を行った。解析では、単結晶板の長さ方向および幅方向のポアソン比OL^E,OW^Eの値を変化させることで、測定したインピーダンス応答と一致したシミュレーション結果が得られた。また、(100)面PZNT単結晶板において、ポアソン比の異なる振動体の合成周波数応答から、単結晶板のドメイン挙動を明らかにすることができた。
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