2008 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 / セラミックス / 非鉛圧電体 / 強誘電体ドメイン |
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| Research Abstract |
1.P-E曲線および変位特性からみたリラクサ圧電単結晶板での巨大k_<31>
リラクサ圧電単結晶板での巨大k_<31>および単結晶棒での巨大k_<33>と強誘電体特性および変位特性との関係を明らかにした。(100)面Pb[(Zn_<1/3>Nb_<2/3>)_<0.91>Ti_<0.09>]O_3(PzNT91/09)および(110) (1-x) Pb (Mg_<1/3>Nb_<2/3>) TiO_3-xPbTiO_3[PMNT(1-x)/x](x=0.251-0.301)単結晶板[13^Lx4.0^Wx0.47^T (PZNT)/0.25^Tmm (PMNT)]を温度40℃,時間10分, DC電界強度1000V/mmで分極処理を行い、単結晶板振動子を得た。巨大k_<31>の出現とそのP-E曲線および変位特性との関係から、リラクサ圧電単結晶板で巨大k_<31>が得られる電界は、P-E曲線が非対称やトリプルヒステリシスになる電界と一致した。また、変位vs.電界特性で変位履歴が起こる電界強度とも一致していた。これらの結果はリラクサ単結晶の本質的な物性である巨大k_<31>/k_<33>の由来の解明に役立つものと考えられた。
2.ニオブ酸アルカリ系非鉛圧電セラミックスの圧電特性
非鉛系組成からなるニオブ酸アルカリ系(1-x)(Na, K, Li, Ba)(Nb_<0.9>Ta_<0.1>) O_3-xSrZrO_3(x=0-0.07)セラミックスの強誘電体ドメイン挙動を明らかにする予備実験として、その基礎圧電特性を明らかにした。
各種組成からなる円板(直径14m田,厚さ0.5mm)を分極処理(150℃/30分/E=4.0kV/mm)した時の電気機械結合係数k_pおよびその周波数定数fc_p (バルク波伝搬速度の1/2)とSrZrO_3(SZ)置換量との関係を調べた。その結果、高k_p(48%),高d_<33>(307pC/N)が得られるSZ量x=0.04-0.06において、fc_pが極小値を示した。fC_pの減少はヤング率の減少(材料が軟らかくなる)に相当し、分極時に容易に体積変化を起こすことにより、結果として配向性が高まるものと考えられた。
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