(57)【要約】【課題】圧電特性が良好な圧電材料を提供する。【解決手段】下記一般式（１）で表されるペロブスカイト型複合酸化物からなり、前記ペロブスカイト型複合酸化物の結晶系が少なくとも単斜晶構造を含んでいる圧電材料。前記ペロブスカイト型複合酸化物の結晶系が、単斜晶構造と菱面体晶構造を有する混在系、または単斜晶構造と正方晶構造を有する混在系であることが好ましい。2010183067.tif 000007（式中、ＡはＢｉ元素であり、ＭはＦｅ、Ａｌ、Ｓｃ、Ｍｎ、Ｙ、Ｇａ、Ｙｂのうちの少なくとも１種の元素である。ｘは０．４≦ｘ≦０．６の数値を表す。ｙは０．１７≦ｙ≦０．６０の数値を表す。）【選択図】図１
2010183067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で表されるペロブスカイト型複合酸化物からなり、前記ペロブスカイト型複合酸化物の結晶系が少なくとも単斜晶構造を含んでいることを特徴とする圧電材料。
【化１】
2010183067.tif 000006
（式中、ＡはＢｉ元素であり、ＭはＦｅ、Ａｌ、Ｓｃ、Ｍｎ、Ｙ、Ｇａ、Ｙｂのうちの少なくとも１種の元素である。ｘは０．４≦ｘ≦０．６の数値を表す。ｙは０．１７≦ｙ≦０．６０の数値を表す。）
【請求項２】
前記ペロブスカイト型複合酸化物の結晶系が、少なくとも単斜晶構造と菱面体晶構造を有する混在系であることを特徴とする請求項１記載の圧電材料。
【請求項３】
前記ペロブスカイト型複合酸化物の結晶系が、少なくとも単斜晶構造と正方晶構造を有する混在系であることを特徴とする請求項１記載の圧電材料。
【請求項４】
前記圧電材料が基板上に設けられた厚み２００ｎｍ以上１０μｍ以下の膜であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの項に記載の圧電材料。
【請求項５】
前記圧電材料が有機金属化合物化学的気相堆積法により形成された膜であることを特徴とする請求項４記載の圧電材料。    
【請求項６】
前記基板が（００１）面または（１１１）面に選択的に配向した単結晶基板であることを特徴とする請求項４または５に記載の圧電材料。
【請求項７】
前記ｙの範囲が０．１７≦ｙ≦０．４４であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかの項に記載の圧電材料。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の圧電材料を用いたことを特徴とする圧電素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧電材料および圧電素子に関し、特に非鉛金属酸化物よりなる新規の圧電材料および圧電素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電性セラミックスは、チタン酸ジルコニウム酸鉛（以下「ＰＺＴ」という）のようなＡＢＯ３型セラミックスが一般的である。例えば、非特許文献１には、ＰＺＴを用いた強誘電体が記載されている。
【０００３】
しかしながら、ＰＺＴはＡサイト元素として鉛を含有するために、環境に対する影響が問題視されている。このため、鉛を含有しないペロブスカイト型酸化物を用いた圧電材料の提案がなされている。
【０００４】
例えば、鉛を含有しないペロブスカイト型酸化物からなる圧電体として非特許文献２には、Ｂｉ系材料としてＢｉ（Ｚｎ０．５Ｔｉ０．５）Ｏ３が記載されている。しかし、Ｂｉ（Ｚｎ０．５Ｔｉ０．５）Ｏ３は材料合成が困難であり、高いキュリー温度のため分極処理も困難であるため、その圧電性能は明らかになっていない。
【０００５】
また、ＢｉＦｅＯ３を主成分とした圧電材料の提案がなされている。例えば、特許文献１には、ＡサイトにＬａを含有するＢｉＦｅＯ３系材料が開示されている。ＢｉＦｅＯ３は、良好な強誘電体であり、残留分極量も低温で高い値が報告されている。しかしＢｉＦｅＯ３には、その絶縁性が低いために電界印加下での変位量を大きく確保できないという問題がある。
【０００６】
また非特許文献３には、高圧合成法により得られたＢｉＡｌＯ３圧電材料の開示がある。ただし、ＢｉＡｌＯ３の圧電性能も実用可能な範疇には至っていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２８７７３９号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】“Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ”、１９９１年、第５８巻、第１１号、ｐ．１１６１から１１６３
【非特許文献２】“Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ｏｆ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ”２００６年、第１８巻、第２１号、ｐ．４９８７から４９８９
【非特許文献３】“Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ｏｆ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ”２００７年、第１９巻、第２６号、ｐ．６３８５から６３９０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような課題に対処するためになされたもので、圧電体としての性能に優れるＢｉ系圧電材料およびその圧電材料を用いた圧電素子を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決する圧電材料は、下記一般式（１）で表されるペロブスカイト型複合酸化物からなり、前記ペロブスカイト型複合酸化物の結晶系が少なくとも単斜晶構造を含んでいることを特徴とする。
【００１１】
【化１】
2010183067.tif 000003
【００１２】
（式中、ＡはＢｉ元素であり、ＭはＦｅ、Ａｌ、Ｓｃ、Ｍｎ、Ｙ、Ｇａ、Ｙｂのうちの少なくとも１種の元素である。ｘは０．４≦ｘ≦０．６の数値を表す。ｙは０．１７≦ｙ≦０．６０の数値を表す。）
【００１３】
上記の課題を解決する圧電素子は、上記の圧電材料を用いたことを特徴とする圧電素子である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、他の結晶系と比較して分極軸の回転が外部電場に対して敏感となる単斜晶構造を有する圧電特性が良好な圧電材料及びその圧電材料を用いた圧電素子を提供することができる。
【００１５】
さらに、本発明の圧電材料は、鉛を使用していないために環境に対する影響がなく、またアルカリ金属を使用していないために、圧電素子に使用した際に、耐久性の面でも有利となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の圧電材料の一般式（１）で表されるペロブスカイト型複合酸化物の結晶系の混合状態を模式的に表わした図である。
【図２】本発明の圧電材料を用いた圧電素子の一例を模式的に表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。
本発明は、圧電体としての性能に優れるＢｉ系圧電体をベースとし、圧電特性の良好な新規の圧電材料を提供するものである。
【００１８】
本発明に係る圧電素子は、下記一般式（１）で表されるペロブスカイト型複合酸化物からなり、前記ペロブスカイト型複合酸化物の結晶系が少なくとも単斜晶構造を含んでいることを特徴とする。
【００１９】
【化２】
2010183067.tif 000004
【００２０】
（式中、ＡはＢｉ元素であり、ＭはＦｅ、Ａｌ、Ｓｃ、Ｍｎ、Ｙ、Ｇａ、Ｙｂのうちの少なくとも１種の元素である。ｘは０．４≦ｘ≦０．６の数値を表す。ｙは０．１７≦ｙ≦０．６０の数値を表す。）
【００２１】
ペロブスカイト型酸化物は、一般にＡＢＯ３の化学式で表現される。ペロブスカイト型酸化物において、元素Ａ、Ｂは各々イオンの形でＡサイト、Ｂサイトと呼ばれる単位結晶格子の特定の位置を占める。例えば、立方晶系の単位結晶格子であれば、Ａ元素は立方体の頂点、Ｂ元素は体心に位置する。Ｏ元素は酸素の陰イオンとして面心位置を占める。
【００２２】
前記一般式（１）で表される化合物は、Ａ（ＺｎｘＴｉ（１−ｘ））Ｏ３とＡＭＯ３で表わされる複数のペロブスカイト型酸化物の固溶体を意味している。前記一般式（１）において、Ａは主にＡサイトに位置する金属元素であり、（ＺｎｘＴｉ（１−ｘ））およびＭは主にＢサイトに位置する元素である。
【００２３】
前記一般式（１）においては、理想的な組成比として、ＡサイトとＢサイトの金属数が同じとなるように表記している。Ａサイト金属の個数がＢサイトに対して過剰であったり不足したりすると、過剰分が結晶粒界に析出したり不足分が欠陥サイトとなったりするため、例えば絶縁性に悪影響が出ることがある。Ｂサイトに対するＡサイト金属量のモル比の許容範囲は、例えば、Ａサイト／Ｂサイト＝０．９５以上１．３０以下である。Ａサイト金属量が前記の範囲を逸脱すると、絶縁性だけでなく圧電性も著しく低下する。
【００２４】
ＡはＢｉよりなる。この場合、Ａ（ＺｎｘＴｉ（１−ｘ））Ｏ３単体はアスペクト比の大きな正方晶構造をとる。
ＺｎとＴｉの比率を示すｘは０．４≦ｘ≦０．６であり、もっとも好ましい値は０．５である。Ｚｎが２価、Ｔｉが４価の陽イオンとして結晶格子内に存在しているとすると、ｘが０．５の時に電荷のバランスが取れているため、酸化物全体の絶縁性が高まる。ただし、Ｂサイト元素やドーパントの種類によって、絶縁性を高める目的でｘは０．４から０．６の範囲で変化させても良い。
【００２５】
Ｍは、一般式（１）のＦｅ、Ａｌ、Ｓｃ、Ｍｎ、Ｙ、Ｇａ、Ｙｂのいずれか、またはこれらの組み合わせから選択される。より好ましくは、前記一般式（１）において、ＭはＦｅ、Ａｌの少なくとも一方、あるいは両方の元素よりなる。
【００２６】
単体では正方晶構造であるＡ（ＺｎｘＴｉ（１−ｘ））Ｏ３と非正方晶構造であるＡＭＯ３を相互に固溶させることで、その固溶体の外部電場に対する圧電効果が大きくなる。そのとき、両者の固溶比率を示すｙの範囲が０．１７≦ｙ≦０．６０であると単体以上の圧電性能が得られる。ｙの値が０．１７より小さいとＡＭＯ３単体の性質の影響が大きくなり、誘電損失が大きくなるおそれがある。逆に、ｙの値が０．６より大きいＡ（ＺｎｘＴｉ（１−ｘ））Ｏ３単体の性質の影響が大きくなり、焼結密度が小さくなるおそれがある。
【００２７】
さらにｙの範囲が０．１７≦ｙ≦０．４４であると本発明の圧電材料は正方晶構造と非正方晶構造の組成相境界、すなわち単斜晶構造の支配的な領域に近づく。組成相境界またはその近傍の組成では、分極軸方向のスイッチングが容易に起こりうるため、大きな圧電効果を期待できる。
【００２８】
ＡがＢｉ元素であると、Ａサイト元素とＯ元素より構成されるペロブスカイト骨格の対称性が高くなって圧電材料の外部刺激に対する安定性が向上する。また、Ｂｉ元素特有の強固な結合のために圧電材料のキュリー温度を高くしたり内部分極の変動幅を大きくしたりする効果が得られる。
ＡがＢｉ元素のみであると、Ａサイト元素とＯ元素より構成されるペロブスカイト骨格が電気的に安定になる。
【００２９】
また、本発明の圧電材料の製造を容易にしたり、本発明の圧電材料の物性を調整する目的でＡにＢｉ以外の元素を含ませても良い。Ａに含ませる元素は３価の金属元素が好ましい。例えば、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｄｙ等の３価のランタノイド元素が挙げられる。Ａに含ませる元素の含有量は３０モル％以下であることが望ましい。
【００３０】
ただし、Ａにおいて上記に例示した物質が付加的に添加されることがあったとしてもＢｉの占める比率が７０モル％未満であると本発明の圧電材料の絶縁性が低下するおそれがある。なお、本明細書においてモル％とは、指定サイトを占める全物質量に対する指定元素の物質量を百分率で表したものである。
【００３１】
本発明の圧電材料の望ましいキュリー温度は、６００℃以下である。さらに好ましくは４５０℃以上６００℃以下である。キュリー温度が４５０℃以上である事により、デバイス化した場合に、温度による特性変動の少ない材料を提供出来る。また、キュリー温度が６００℃以下である事により、素子化の際の分極処理が容易である材料を提供することができる。
【００３２】
本発明の圧電材料において、一般式（１）で表されるペロブスカイト型複合酸化物の結晶系は、少なくとも単斜晶構造を含んでいることが好ましい。より好ましい結晶系は、少なくとも単斜晶構造と菱面体晶構造を有する混在系、あるいは少なくとも単斜晶構造と正方晶構造を有する混在系である。
【００３３】
本発明において、単斜晶、菱面体晶、正方晶の構造は、以下のように定義する。ただし、下記の「＝」は実質的に等しいことを表す。β角は結晶格子のａ軸とｃ軸のなす角度を表す。
菱面体晶：ａ軸長＝ｃ軸長、かつβ角≠９０°
単斜晶  ：ａ軸長≠ｃ軸長、かつβ角≠９０°
正方晶  ：ａ軸長≠ｃ軸長、かつβ角＝９０°
【００３４】
図１は、本発明の圧電材料の一般式（１）で表されるペロブスカイト型複合酸化物において、縦軸を００２面の間隔（＝ｃ軸長／２）、横軸をｙと取り、結晶系の混合状態を模式的に表わした図である。本発明における圧電材料において、正方晶と菱面体晶の格子定数を比較すると、ａ軸長、ｂ軸長の変化に比べ、ｃ軸長の変化が特に大きいことが分かっている。すなわち、図１によると本発明のＡ（ＺｎｘＴｉ（１−ｘ））Ｏ３とＡＭＯ３の固溶体の菱面体晶構造と正方晶構造では単位格子あたりの体積の違いが大きいことが分かる。異なる結晶系の単位格子における体積の違いは、結晶系の相間の転移（分極のスイッチング）を阻害する要因となり得る。そこで中間体積である単斜晶を混在させると、正方晶のみ、菱面体晶のみ、もしくは正方晶と菱面体晶の混合系と比べて、相間の転移が容易となり、圧電特性が向上する。
【００３５】
本発明の圧電材料において、一般式（１）で表されるペロブスカイト型複合酸化物が単斜晶構造を有していると、他の結晶系と比較して分極軸の回転が外部電場に対して敏感となる。その結果として、外部電場の強さあたりの圧電による変位量が大きくなる。すなわち圧電定数が大きくなる。
【００３６】
次に、前記一般式（１）で表されるペロブスカイト型複合酸化物が少なくとも単斜晶構造と菱面体晶構造を有する混在系、あるいは、少なくとも単斜晶構造と正方晶構造を有する混在系である場合の現象について説明する。このような混在系の場合、各結晶単位格子は前記の結晶系構造（例えば、単斜晶構造、菱面体晶構造、正方晶構造）のいずれか、またはそれらの中間的な結晶系構造をとる。これらの互いに状態の異なる結晶単位格子の集まりが混在して全体の結晶構造を構成しているのだが、各状態のエネルギー準位の差は小さい。そのため、外部電場を印加した時に各状態間の遷移が容易に起こるようになる。この遷移は結晶系の変化を伴なうために巨大な圧電変位を生ずることになる。
【００３７】
前記圧電材料は基板上に設けられた厚み２００ｎｍ以上１０μｍ以下、より好ましくは３００ｎｍ以上３μｍ以下の膜であることが望ましい。圧電材料の膜厚を２００ｎｍ以上１０μｍ以下とすることで圧電素子として充分な電気機械変換機能を得られるとともに、圧電素子の高密度化を期待できる。
【００３８】
前記膜の積層製法は特に制限されない。例えば、化学溶液堆積法（ＣＳＤ法、ゾルゲル法とも言う）、有機金属化合物化学的気相堆積法（ＭＯＣＶＤ法）、スパッタリング法、パルスレーザデポジション法（ＰＬＤ法）、水熱合成法、エアロゾルデポジション法（ＡＤ法）などが挙げられる。このうち、もっとも好ましい積層方法は有機金属化合物化学的気相堆積法または化学溶液堆積法である。有機金属化合物化学的気相堆積法および化学溶液堆積法は、金属組成の精密制御に優れた成膜方法である。
【００３９】
本発明において有機金属化合物化学的気相堆積法とは、キャリアガスにより送り込まれた有機金属化合物の熱分解により基板上に目的とする金属酸化物を成長させる成膜方法の総称を指す。有機金属気相成長法、ＭＯＣＶＤ法、ＭＯＶＰＥ法とも言われる。
【００４０】
本発明において化学溶液堆積法とは、基板上へ目的とする金属酸化物の前駆体溶液を塗布した後に加熱して結晶化させることで目的とする金属酸化物を得る成膜方法の総称を指す。一般に、ＣＳＤ法、ゾルゲル法、有機金属分解法と呼ばれている成膜方法を本用語に含む。
【００４１】
有機金属化合物化学的気相堆積法または化学溶液堆積法で用いる金属化合物の例として、加水分解性または熱分解性の有機金属化合物が挙げられる。例えば、目的材料に含まれる金属の金属アルコキシド、有機酸塩、β−ジケトン錯体などの金属錯体が代表例である。
【００４２】
前記膜状の圧電材料において、ｙの範囲は０．１７≦ｙ≦０．４４であることが好ましい。ｙが０．１７より小さい組成範囲では、非正方晶構造であるＡＭＯ３の性質が優勢となる。逆にｙが０．４４より大きい組成範囲では、Ａ（ＺｎｘＴｉ（１−ｘ））Ｏ３の性質が優勢となる。これらに対してｙの範囲が０．１７≦ｙ≦０．４４であると、ＡＭＯ３とＡ（ＺｎｘＴｉ（１−ｘ））Ｏ３の組成相境界、すなわち単斜晶構造の支配的な領域の効果が現れ、圧電性や誘電性が大きくなる。組成範囲が組成相境界の近辺であることは、Ｘ線回折測定などにおいて単斜晶構造が存在していることにより確認できる。
【００４３】
図２は、本発明の圧電材料を用いた圧電素子の一例を示す模式図である。図２に示される圧電素子は、基板１、下部電極２、本発明の圧電材料３、上部電極４よりなる。
基板１の材質は特に限定されないが、通常８００℃以下で行われる焼成工程において変形、溶融しない材質が好ましい。例えば、酸化マグネシウムやチタン酸ストロンチウムなどからなる単結晶基板や、ジルコニアやアルミナ、シリカなどのセラミック基板や、シリコン（Ｓｉ）やタングステン（Ｗ）などからなる半導体基板や、耐熱ステンレス（ＳＵＳ）基板が好ましく用いられる。これらの材料を複数種類組み合わせてもよいし、積層して多層構成として用いてもよい。圧電素子の一方の電極を兼ねる目的で、導電性金属や導電性金属酸化物を基板中にドーピングしたり、基板表面に積層したりして用いても良い。
これらの基板の中でも本発明の圧電材料に用いる基板は（００１）面または（１１１）面に選択的に配向した単結晶基板であることが好ましい。
【００４４】
特定面に配向した単結晶基板を用いることで、その基板表面に設けられた膜状の圧電材料も同一方位に強く配向させることができる。圧電材料が（００１）面または（１１１）面に配向していると、膜の垂直方向に分極のモーメントが揃うために圧電効果の向上が見込める。
【００４５】
下部電極２、上部電極４は５ｎｍから２０００ｎｍ程度の層厚を有する導電層よりなる。その材料は特に限定されず、圧電素子に通常用いられているものであればよく、例えば、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｉｒ、Ｓｒ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ａｕ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉなどの金属およびこれらの酸化物を挙げることができる。下部電極２、上部電極４は、これらのうちの１種からなるものであっても、あるいはこれらの２種以上を積層してなるものであってもよい。
【００４６】
これらの電極の製造方法は特に制限されない。例えば、化学溶液堆積法、有機金属化合物化学的気相堆積法、スパッタリング法、パルスレーザデポジション法、水熱合成法、エアロゾルデポジション法などが挙げられる。また下部電極２、上部電極４とも所望の形状にパタンニングして用いても良い。
【００４７】
本発明の圧電材料は上記の例に限らず、超音波振動子、圧電アクチュエータ、圧電センサ、強誘電メモリといったデバイスに用いることができる。
【実施例１】
【００４８】
以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例により限定されるものではない。
実施例１から７
表１の各実施例に対応した組成の複合金属酸化物薄膜を間欠式の有機金属化合物化学的気相堆積法により基板上に成膜した。
【００４９】
薄膜を形成する基板には、下部電極として膜厚約１００ｎｍのルテニウム酸ストロンチウムを成膜面に有する（１００）配向のチタン酸ストロンチウム単結晶基板を用いた。
各金属の酸化物原料としては、ジメチル（２−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノメチル）フェニル）ビスマス（Ｂｉ（ＣＨ３）２（２−（ＣＨ３）２ＮＣＨ２Ｐｈ））、トリ（エチルペンタジエニル）鉄（Ｆｅ（Ｃ２Ｈ５Ｃ５Ｈ４）３）、ビス（６−エチル−２，２−ジメチル−３，５−デカンジオナート）亜鉛（Ｚｎ（ＥＤＭＤＤ）２）、テトラ―ｉ―プロポキシチタン（Ｔｉ（Ｏ・ｉ−Ｐｒ）４）を用いた。
【００５０】
キャリアガスには窒素、パージガスには酸素を用いて、１０秒間供給する毎に５秒間供給を休めて間欠的に成膜を行った。成膜温度は７７０℃とした。合計２００パルス（５０分間）の成膜を実施することで、膜厚２６０ｎｍから４８０ｎｍの本発明の圧電材料薄膜を得た。
【００５１】
Ｘ線回折測定によると、いずれの圧電材料もペロブスカイト構造であることがわかった。また、その結晶系は、単斜晶構造と菱面体晶構造を有する混在系、または単斜晶構造と正方晶構造を有する混在系であった。
【００５２】
これらの薄膜状圧電材料の表面に１００μｍφの白金電極をスパッタリング法で設けて圧電素子とした。この圧電素子を電気測定に用いた。結果を表１に組成と共に示す。
表１に記載の強誘電性は、−６０℃から３０℃の温度範囲でＰ−Ｅヒステリシス測定を行い、外部電場の大きさを正負に変化させることにより自発分極が反転するという強誘電体に特有の履歴曲線が観測された場合に○印を記載した。
【００５３】
キュリー温度の測定は、加熱冷却ユニットを備えたＸ線回折装置およびインピーダンスアナライザにより行なった。表１に記載のキュリー温度は、−１５０℃から３３０℃の範囲でＸ線回折測定および誘電率測定を行って結晶相の転移する温度または誘電率が極大を示す温度より特定した。
【００５４】
誘電率および誘電損失の測定はインピーダンスアナライザにより行なった。表１に記載の誘電率および誘電損失は２５℃、１ｋＨｚでの数値を用いた。本明細に記載の誘電率は、すべて真空の誘電率との比である比誘電率の値を記載している。
【００５５】
また、各実施例の圧電材料を用いた圧電素子について、ｄ３３モードの圧電挙動を観測した。具体的には、材料表面の上部電極をφ１００μｍパターンに加工し、上下電極に電圧を印加した際の微小変位を走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）により測定した。
【００５６】
その結果、実施例１から７の全ての圧電材料について、外部電場に応じた変位が観測された。外部電場を−１０Ｖから＋１０Ｖまで変化させた時に得られるバタフライ形状の変位量曲線から計算した圧電ｄ３３定数は、いずれも３０ｐｍ／Ｖ以上であった。
本発明の圧電材料のｄ３３定数の最大値は、実施例３における８５ｐｍ／Ｖであった。
【００５７】
比較例１から５
実施例１と同様にして、表１に示す目的組成の金属酸化物を間欠式の有機金属化合物化学的気相堆積法により作製した。
【００５８】
実施例１と同様にして比較例１から５の金属酸化物材料に電極を形成して、電気測定を行った。結果を表１に組成と共に示す。比較例１から５の金属酸化物材料は、実施例の圧電材料と比べて誘電率が小さかった。またｙ値の小さい比較例１、２では誘電損失が大きな値を示した。
【００５９】
比較例６
実施例１と同様にして、表１に示す目的組成の金属酸化物を間欠式の有機金属化合物化学的気相堆積法により作製した。
【００６０】
比較例６の組成はＢｉＦｅＯ３であり、Ｘ線回折測定から菱面体晶のペロブスカイト構造であることがわかった。
実施例１と同様にして比較例６の金属酸化物材料に電極を形成して、電気測定を行った。結果を表１に組成と共に示す。比較例６の金属酸化物材料は、実施例の圧電材料と比べて誘電率が小さく、誘電損失が大きかった。
【００６１】
また、比較例１から６の金属酸化物材料についても実施例１と同様にして圧電ｄ３３定数を測定したが、３０ｐｍ／Ｖ以上のｄ３３定数は観測できなかった。
【００６２】
【表１】
2010183067.tif 000005
【００６３】
表１によると、本発明の圧電材料は全て強誘電性を示している。すなわち、実施例１から７の材料はどれも圧電性があることがわかる。また、本発明の圧電材料は全て３３０℃以上のキュリー温度を有しており、−１５０℃から３３０℃の温度範囲で安定した電気特性を示した。
【００６４】
また、本発明の圧電材料は、いずれも比較例の金属酸化物より大きな誘電率を示していることから圧電性能もより優れていることが示唆された。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明の圧電材料は、ＭＥＭＳ技術にも応用可能で、高い環境温度においても良好な圧電性を発現し、環境に対してもクリーンなので、超音波モータやピエゾ素子等の圧電材料を多く用いる機器にも問題なく利用することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１  基板
２  下部電極
３  圧電材料
４  上部電極
【図１】
2010183067.tif 000008
【図２】
2010183067.tif 000009