| 研究課題/領域番号 |
09555189
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
山根 正之 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (40016382)
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| 研究分担者 |
橋本 和生 宇部興産株式会社, 宇部研究所, 主任研究員
秋山 善一 株式会社, リコー中央研究所, 係長研究員
鶴見 敬章 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (70188647)
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| キーワード | 圧電体 / PZT / アクチュエータ / 厚膜 / レーザ干渉計 |
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| 研究概要 |
本研究は、界面重合ゾルゲル法によりチタン酸鉛-チタン酸ジルコニウム(PZT)の厚膜をシリコン基板上に作製し、その圧電物性を評価することを目的とし、1)界面重合ゾルーゲル法による厚膜作製プロセスの確立、2)レーザ干渉を利用する高性能圧電変位測定システムの構築、について検討した。出発溶液としてヘキサン溶媒にPZTアルコキシド溶液を混合し、乾燥時の収縮を低減するためPZTのシード(粒径約0.2μm)と、粒子の分散剤としてSpan80を加えた原料溶液を用いると最も品質の高い膜が得られることを明らかにした。この溶液を蒸留水上に流し込み、蒸留水と原料溶液の界面で加水分解、縮重合反応を起こしゲル膜を作製する。さらにこのゲル膜をシリコン基板上に静置し乾燥、焼成するプロセスで再現性良くPZT厚膜を作製することができた。出発溶液の組成や焼成条件を最適化とPZT粒子に燒結助剤としてゲルマン酸鉛ガラスをコートすることが、高品位な厚膜を得る上で必須な条件であった。PZT厚膜の残留分極は約33μC/cm2でシリコン基板上に作製した厚膜としては最も高い値が得られた。レーザ干渉計に関しては、マッハツェンダー型のレーザ干渉計を構築し圧電体に電界を印加したときの電界誘起歪を精度良く測定するシステムを完成した。PZT厚膜の圧電d33定数は225pV/mであり、やはり、シリコン基板上に作製したPZT厚膜として最も高い値であった。さらに、これらの厚膜についてパターニング技術を開発し、マイクロアクチュエータとして応用するための基礎技術を開発した。
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