2022 Fiscal Year Annual Research Report
高温利用可能な配向性無鉛圧電膜パターンの新規作製手法に関する研究
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20K05083
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| Research Institution | Toyama Industrial Technology Research and Development Center |
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Principal Investigator |
坂井 雄一 富山県産業技術研究開発センター, その他部局等, 主任研究員 (70416155)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
唐木 智明 富山県立大学, 工学部, 准教授 (10254236)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 圧電体 / 非鉛 / 配向 / 印刷 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
非鉛系圧電材料の(1-x)(Bi,Na)TiO3-xBaTiO3(以下、BNT-100xBT)系の課題は脱分極温度Tdが低いことである。また、鉛系圧電材料の代替とするには、より良好な特性が望まれている。電子部品に適した膜パターンを形成する手法として、省工程で廃液も発生しないスクリーン印刷法を選択、BNT-100xBT厚膜を作製した。初年度及び2年目で厚膜が基板からの圧縮応力を利用することでTdが上昇することや添加物により電気特性を改善できることを確認した。最終年度は、さらなる特性向上を目指し、組成をBNT-17BTに固定し、配向膜作製手法を検討した。以前の研究において、配向性のBaTiO3系膜の形成には成功してきたため、同様の手法の適用や配向性BaTiO3系膜をテンプレートとして利用する方法についても検討したが、配向性のBNT-100xBT膜の形成には至らなかった。一方、印刷用ペースト材料に配向膜のテンプレートとなりうる粒子を入れる方法について検討したところ、配向度の上昇傾向が見られた。そこで、配向を促すテンプレート材料を探索するとともにテンプレート粒子が膜形成時に特性方位に並ぶための手法について検討した。その結果、1-10μm程度の角状のBNT-17BT粒子を用いて、テンプレート層を形成することで結晶軸方向の配向度が最大で70％程度の膜が得られた。電気特性の向上のためには、今後、角状BNT-17BT粒子を使用したテンプレート層の配向度の改善や作製プロセスの改善が必要であるが、配向性BNT-100xBT厚膜を印刷法で作製するための手法は見出すことができた。
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