(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ異なる電気熱量効果を示す材料から構成される、少なくとも２種の強誘電体層と
内部電極層と
が積層された積層体と、
内部電極層に電気的に接続され、積層体の表面上に設けられた一対の外部電極と
を有して成り、
前記電気熱量効果を示す材料は、下記式（ｉ）〜（ｖｉｉｉ）：
（ｉ）  （１−ｘ）Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ｘＰｂＴｉＯ３、
［式中、ｘは０以上０．３５以下である。］
（ｉｉ）  （Ｐｂ１−ｘＢａｘ）ＺｒＯ３、
［式中、ｘは０．１５以上０．３４以下である。］
（ｉｉｉ）  Ｐｂ（Ｓｃ１／２，Ｔａ（１−ｘ）／２Ｎｂｘ／２）Ｏ３、
［式中、ｘは０以上０．５以下である。］
（ｉｖ）  （Ｂａ１−ｘＳｒｘ）ＴｉＯ３、
［式中、ｘは０以上０．２５以下である。］
（ｖ）  Ｂａ（Ｔｉ１−ｘＺｒｘ）Ｏ３、
［式中、ｘは０以上０．３以下である。］
（ｖｉ）  Ｂａ（Ｔｉ１−ｘＳｎｘ）Ｏ３、
［式中、ｘは０以上０．３以下である。］
（ｖｉｉ）  （Ｐｂ（１−ｘ）ｙＢａｘ）ＺｒＯ３、または
［式中、ｘは０．１５以上０．３４以下であり、ｙは０．９４以上１．０２以下である。］
（ｖｉｉｉ）  １００｛（Ｐｂ（１−ｘ）ｙＢａｘ）ＺｒＯ３｝・αＭ１
［式中、ｘは０．１５以上０．３４以下であり、ｙは０．９４以上１．０２以下であり、αは、０．１以上１．９以下である。］
のいずれかで表される材料であって、ｘ、ｙまたはαの数値のみが異なる材料であり、
４０℃〜１５０℃の温度範囲において、電場の変化による温度変化ΔＴが０．６０Ｋ以上である、
熱搬送デバイス。
【請求項２】
少なくとも２種の強誘電体層の各々が、内部電極層を介して積層されており、内部電極層を介して隣接する強誘電体層が、互いに異なる強誘電体層であることを特徴とする、請求項１に記載の熱搬送デバイス。
【請求項３】
２種の強誘電体層が、内部電極層を介して、交互に積層されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の熱搬送デバイス。
【請求項４】
電気熱量効果を示す材料が、下記式（ｉ）、（ｉｉ）、（ｖｉｉ）または（ｖｉｉｉ）：
（ｉ）  （１−ｘ）Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ｘＰｂＴｉＯ３、
［式中、ｘは０以上０．２以下である。］
（ｉｉ）  （Ｐｂ１−ｘＢａｘ）ＺｒＯ３、
［式中、ｘは０．１５以上０．３４以下である。］
（ｖｉｉ）  （Ｐｂ（１−ｘ）ｙＢａｘ）ＺｒＯ３、または
［式中、ｘは０．１５以上０．３４以下であり、ｙは０．９４以上１．０２以下である。］
（ｖｉｉｉ）  １００｛（Ｐｂ（１−ｘ）ｙＢａｘ）ＺｒＯ３｝・αＭ１
［式中、ｘは０．１５以上０．３４以下であり、ｙは０．９４以上１．０２以下であり、αは、０．１以上１．９以下である。］
のいずれかで表される材料であって、ｘ、ｙまたはαの数値のみが異なる材料であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱搬送デバイス。
【請求項５】
外部電極が、Ｐｔ、ＰｄまたはＡｇ−Ｐｄから形成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱搬送デバイス。
【請求項６】
冷却デバイスである、請求項１〜５のいずれか１項に記載の熱搬送デバイス。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の熱搬送デバイスを有してなる電子部品。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の熱搬送デバイスまたは請求項７に記載の電子部品を有してなる電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱搬送デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、小型携帯機器（スマートフォン、タブレットＰＣ）等の電子機器においては、中央処理装置（ＣＰＵ）やハードディスク（ＨＤＤ）等の発熱による、機器のパフォーマンスの低下、電子機器の寿命の短命化、故障といった問題が顕在化している。このような問題に対しては、電子機器における熱マネージメントが重要である。しかしながら、スマートフォン等の小型電子機器は、その電源容量が小さく、また、大きな冷却デバイスを設置することができるスペースを有していない。したがって、このような小型電子機器では、現状、温度の制御は、筺体を介する放熱による手段しかなく、熱源と筺体をサーマルシートなどで熱結合し熱を逃がしている。
【０００３】
小型電子機器において、上記のような筺体を介する放熱は、筺体の表面積が限られていることから限界がある。したがって、各熱源の温度を測定し、温度が所定の温度以上になった場合に、ＣＰＵなどのパフォーマンスを制限する（発熱自体を抑制する）ことで対応している。即ち、筺体の温度上昇が、ＣＰＵ等のパフォーマンスの妨げになっていることがある。
【０００４】
一方、非特許文献１では、ＢａＴｉＯ３材料を用いた積層セラミックコンデンサにおいて、直接法および間接法により電気熱量効果（Electrocaloric effect：以下、「ＥＣ効果」ともいう）の測定を行い、積層セラミックコンデンサにおいてＢａＴｉＯ３材料が、ＥＣ効果を奏することが確認されている。
【０００５】
非特許文献２では、Ｐｂ（Ｓｃ０．５Ｔａ０．５）Ｏ３材料を用いた積層コンデンサにおいて、直接法によりＥＣ効果の測定を行い、Ｐｂ（Ｓｃ０．５Ｔａ０．５）Ｏ３材料が、ＥＣ効果を奏することが確認されている。
【０００６】
特許文献１には、ヒートスイッチとＥＣ効果を示す材料を組み合わせた熱輸送素子が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２００６／０５６８０９号
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Direct and indirect electrocaloric measurements using multilayer capacitors, S Kar-Narayan and N D Mathur, J. Phys. D: Appl. Phys.43 (2010) 032002 (4pp)
【非特許文献２】Electrocaloric Effect in Some Perovskite Ferroelectric Ceramics and Multilayer Capacitors, L. Shebanovsa, K. Bormana, W. N. Lawlessb & A. Kalvanea, Ferroelectrics, Volume 273, Issue 1, 2002, pages 137-142
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明者は、小型電子機器における良好な熱マネージメントを達成するために、上記ＥＣ効果を示すセラミック材料に着目した。しかしながら、特許文献１には、ＥＣ効果を示す材料を利用した熱輸送素子が開示されているが、単一組成のセラミック材料から構成されるので、その材料固有の温度範囲のみでしか十分なＥＣ効果が得られず、動作温度領域が狭くなってしまうという問題がある。例えば、電子機器の発熱は一般に４０℃〜１５０℃程度までの広い温度領域にわたって起こるため、上記のような動作温度領域が狭い熱輸送素子は好ましくない。
【００１０】
従って、本発明は、広い温度領域にわたって高いＥＣ効果を示す熱輸送素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は、上記の課題を解決するため鋭意検討した結果、異なるＥＣ効果を示す材料から構成される層を積層することにより、広い温度領域にわたって高いＥＣ効果が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
本発明の第１の要旨によれば、電気熱量効果を示す材料から構成される、少なくとも２種の強誘電体層と
内部電極層と
が積層された積層体と、
内部電極層に電気的に接続され、積層体の表面上に設けられた一対の外部電極と
を有して成る、熱搬送デバイスが提供される。
【００１３】
本発明の第２の要旨によれば、上記の熱搬送デバイスを有してなる電子部品が提供される。
【００１４】
本発明の第３の要旨によれば、上記の熱搬送デバイスまたは上記の電子部品を有してなる電子機器が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、電気熱量効果を示す材料から構成される少なくとも２種の強誘電体セラミック層を積層することにより、広い温度領域にわたって高い電気熱量効果を示す熱搬送デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態における熱搬送デバイス１の概略断面図である。
【図２】図２は、本発明の別の実施形態における熱搬送デバイス１１の概略断面図である。
【図３】図３は、本発明の別の実施形態における熱搬送デバイス２１の概略断面図である。
【図４】図４は、本発明の別の実施形態における熱搬送デバイス３１の概略断面図である。
【図５】図５は、本発明の別の実施形態における熱搬送デバイス４１の概略断面図である。
【図６】図６は、実施例におけるΔＴの測定結果である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の熱搬送デバイスについて、図面を参照しながら詳細に説明する。但し、本実施形態の熱搬送デバイスおよび各構成要素の形状および配置等は、図示する例に限定されない。
【００１８】
図１に示すように、本発明の第１の実施形態の熱搬送デバイス１は、２種の強誘電体層２，３と、内部電極４，５と、外部電極６，７とを有して成る。２種の強誘電体層２および３は、交互に積層されており、その間には、外部電極６および７が交互に設けられており、積層体を形成する。積層体の両端面には、外部電極６および７が設けられており、それぞれ、内部電極４および５と、電気的に接続されている。外部電極６および７から電圧を印加すると、内部電極４および５間に電場が形成される。この電場により強誘電体層２および３は発熱する。また、電圧が除去されると、電場が消失し、その結果、強誘電体部２および３は吸熱する。
【００１９】
強誘電体層２，３は、電気熱量効果を示す材料から構成される。強誘電体層２および３は、それぞれ、異なる電気熱量効果を示す材料から構成される。強誘電体層２および３を、異なる電気熱量効果を示す材料から構成することにより、有効な電気熱量効果を奏する温度領域を、広くすることが可能になる。
【００２０】
上記電気熱量効果を示す材料としては、強誘電体のセラミック材料であれば特に限定されないが、例えば、以下のものが挙げられる。
（ｉ）  （１−ｘ）Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ｘＰｂＴｉＯ３（以下、「（１−ｘ）ＰＭＮ−ｘＰＴ」ともいう）
［式中、ｘは０以上０．３５以下である。］
（ｉｉ）  （Ｐｂ１−ｘＢａｘ）ＺｒＯ３、
［式中、ｘは０．１５以上０．３４以下である。］
（ｉｉｉ）  Ｐｂ（Ｓｃ１／２，Ｔａ（１−ｘ）／２Ｎｂｘ／２）Ｏ３、
［式中、ｘは０以上０．５以下である。］
（ｉｖ）  （Ｂａ１−ｘＳｒｘ）ＴｉＯ３、
［式中、ｘは０以上０．２５以下である。］
（ｖ）  Ｂａ（Ｔｉ１−ｘＺｒｘ）Ｏ３、
［式中、ｘは０以上０．３以下である。］
（ｖｉ）  Ｂａ（Ｔｉ１−ｘＳｎｘ）Ｏ３、
［式中、ｘは０以上０．３以下である。］
（ｖｉｉ）  （Ｐｂ（１−ｘ）ｙＢａｘ）ＺｒＯ３、または
［式中、ｘは０．１５以上０．３４以下であり、ｙは０．９４以上１．０２以下である。］
（ｖｉｉｉ）  １００｛（Ｐｂ（１−ｘ）ｙＢａｘ）ＺｒＯ３｝・αＭ１
［式中、ｘは０．１５以上０．３４以下であり、ｙは０．９４以上１．０２以下であり、αは、０．１以上１．９以下である。］
【００２１】
好ましい電気熱量効果を示す材料は、
（ｉ）  （１−ｘ）Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ｘＰｂＴｉＯ３、
［式中、ｘは０以上０．２以下である。］
（ｉｉ）  （Ｐｂ１−ｘＢａｘ）ＺｒＯ３、
［式中、ｘは０．１５以上０．３４以下である。］
（ｖｉｉ）  （Ｐｂ（１−ｘ）ｙＢａｘ）ＺｒＯ３、または
［式中、ｘは０．１５以上０．３４以下であり、ｙは０．９４以上１．０２以下である。］
（ｖｉｉｉ）  １００｛（Ｐｂ（１−ｘ）ｙＢａｘ）ＺｒＯ３｝・αＭ１
［式中、ｘは０．１５以上０．３４以下であり、ｙは０．９４以上１．０２以下であり、αは、０．１以上１．９以下である。］
である。
【００２２】
好ましい態様において、強誘電体層２および３を構成する電気熱量効果を示す材料は、焼成時にデラミネーションが生じにくい材料の組み合わせ、即ち線膨張率が近い材料の組み合わせであり得る。
【００２３】
上記線膨張率が近い材料の組み合わせとしては、限定するものではないが、同様の構成元素から成り、その含有率が異なる材料の組み合わせが挙げられる。例えば、上記線膨張率が近い材料の組み合わせは、それぞれ、上記の式（ｉ）〜（ｖｉｉｉ）のいずれか１つで表される材料であって、ｘ、ｙまたはαの数値のみが異なる材料であり得る。
【００２４】
尚、構成元素が異なっていても、同様の線膨張率である材料の組み合わせであれば良好に使用できる。
【００２５】
強誘電体層２および３を構成する材料の組み合わせの例としては、特に限定するものではないが、下記の組み合わせが挙げられる。
ＰＭＮ（ｘ＝０）と０．８５ＰＭＮ−０．１５ＰＴ（ｘ＝０．１５）
０．９ＰＭＮ−０．１ＰＴ（ｘ＝０．１）と０．８５ＰＭＮ−０．１５ＰＴ（ｘ＝０．１５）
（Ｂａ０．９Ｓｒ０．１）ＴｉＯ３（ｘ＝０．１）とＢａ（Ｔｉ０．８Ｚｒ０．２）Ｏ３（ｘ＝０．２）
【００２６】
一の態様において、本発明で用いられる電気熱量効果を示す材料は、好ましくは０．５μｍ以上、より好ましくは１０μｍ以下、さらに好ましくは１μｍ以上５μｍ以下の平均粒径を有し得る。このような粒径を有することにより、強誘電体部の耐電圧、電気熱量効果をより大きくすることができる。上記平均粒径は、電子走査顕微鏡を用いて測定することができる。
【００２７】
強誘電体層２，３中、電気熱量効果を示す材料の含有量は、５０質量％以上、好ましくは６０質量％以上、より好ましくは８０質量％以上、さらにより好ましくは９０質量％以上、さらにより好ましくは９８質量％以上、例えば９８．０〜９９．８質量％であり得る。また、強誘電体層は、実質的に電気熱量効果を示す材料から成っていてもよい。
【００２８】
強誘電体層２，３の厚みは、好ましくは１μｍ以上１００μｍ以下、より好ましくは５μｍ以上５０μｍ以下、例えば１０μｍ以上５０μｍ以下、５μｍ以上３０μｍ以下、１０μｍ以上３０μｍ以下であり得る。強誘電体層の厚みを１μｍ以上とすることにより、強誘電体層の絶縁性をより確実に確保することができる。また、強誘電体層の厚みを１００μｍ以下とすることにより、強誘電体層に印加される電場をより強くすることができる。
【００２９】
内部電極４，５を構成する材料としては、特に限定されないが、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｐｄ、Ａｕ、またはこれらの合金（例えば、Ａｇ−Ｐｄ等）が挙げられる。中でも、熱伝導の観点から、Ｐｔ、ＰｄまたはＡｇ−Ｐｄが好ましい。
【００３０】
また、内部電極４，５は、強誘電体部に電場を与える機能に加え、強誘電体部の熱量を搬送する機能をも有し得る。従って、熱搬送の観点からは、電極を構成する材料は、熱伝導率が高い材料、例えばＡｇが好ましい。
【００３１】
内部電極４，５の厚みは、好ましくは１．０μｍ以上１０μｍ以下、より好ましくは１．５μｍ以上５．０μｍ以下、例えば２．０μｍ以上５．０μｍ以下または２．０μｍ以上４．０μｍ以下であり得る。内部電極の厚みを１μｍ以上とすることにより、内部電極の抵抗を小さくすることができ、また、熱輸送効率を上げることができる。また、内部電極の厚みを１０μｍ以下とすることにより、強誘電体層の厚み（ひいては体積）を大きくすることができ、デバイス全体としての電気熱量効果をより大きくすることができる。また、デバイスをより小さくすることができる。
【００３２】
図１において、強誘電体層２および３は、それぞれ６枚ずつ、内部電極を介して、交互に積層されているが、本発明において、各強誘電体層の積層枚数は特に限定されない。例えば、強誘電体層２および３の積層数の下限は、それぞれ、２以上、好ましくは５以上、例えば１０以上または２０以上であってもよい。また、強誘電体層２および３の積層数の上限は、数百以下、好ましくは３００以下、より好ましくは１００以下、例えば５０以下であり得る。また、強誘電体層２および３の積層数は、同じであっても、異なっていてもよい。
【００３３】
一対の外部電極６，７を構成する材料としては、特に限定されないが、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｐｄ、Ａｕ、またはこれらの合金（例えば、Ａｇ−Ｐｄ等）が挙げられる。中でも、Ａｇが好ましい。
【００３４】
上記した本実施形態の熱搬送デバイス１は、例えば、以下のようにして製造される。
【００３５】
まず、２種の電気熱量効果を示す材料と内部電極を構成する金属材料から積層体を形成する。
【００３６】
積層体の形成方法は、特に限定されず、シート積層法および印刷積層法などを利用して積層体を形成してよい。
【００３７】
シート積層法による場合、それぞれの電気熱量効果を示す材料を、シート状に成形して、強誘電体シートを形成する。例えば、電気熱量効果を示す材料を、バインダー樹脂および有機溶剤を含む有機ビヒクルと混合／混練し、シート状に成形することにより２種の強誘電体シートを得ることができる。次に、上記で得られた２種の強誘電体シート上に、導体ペーストを所定のパターンで印刷して内部電極層を形成し、内部電極層が印刷された２種の強誘電体シートを交互に積層し、圧着し、切断して、各素体を得る。次いで、素体を焼成して、積層体を得ることができる。
【００３８】
印刷積層法による場合、一の電気熱量効果を示す材料のペーストを印刷して強誘電体層２を形成し、導体ペーストを所定のパターンで印刷して内部電極層４を形成する。次いで、別の電気熱量効果を示す材料のペーストを印刷して強誘電体層３を形成し、導体ペーストを所定のパターンで印刷して内部電極層５を形成する。これらの工程を繰り返して積層し、切断して、各素体を得る。次いで、素体を焼成して、積層体を得ることができる。
【００３９】
次に、上記で得られた積層体の両端面を覆うように、外部電極６および７を形成する。外部電極６および７の形成は、例えば、銀の粉末をガラスなどと一緒にペースト状にしたものを所定の領域に塗布し、得られた構造体を、熱処理して銀を焼き付けることによって実施し得る。
【００４０】
本発明の熱搬送デバイスは、複数の電気熱量効果を示す材料を用いているので、広い温度範囲にわたって、電場の変化による温度変化（以下、「ΔＴ」ともいう）を十分に得ることができる。例えば、４０℃〜１５０℃の温度範囲にわたって、十分なΔＴを得ることができる。本発明のこの効果は、温度−ΔＴ図において、急峻なピークを有する電気熱量効果を示す材料を用いる場合に特に有用であり得る。
【００４１】
以上、本発明の第１の実施形態における熱搬送デバイスを説明したが、本発明は、上記の実施態様に限定されるものではなく、種々の改変が可能である。
【００４２】
例えば、上記実施形態の熱搬送デバイス１では、２種の強誘電体層を用いていたが、３種以上であってもよい。
【００４３】
例えば、図２に示すように、３種の強誘電体層２，３，９が順に積層された熱搬送デバイス１１であってもよい。熱搬送デバイス１１は、３種の強誘電体層２，３，９が順に積層されていること以外は、第１の実施形態と同じ構成を有する。
【００４４】
上記実施形態の熱搬送デバイス１では、２種の強誘電体層が交互に積層されているが、これに限定されず、積層数および積層順は任意である。
【００４５】
例えば、図３に示すように、２種の強誘電体層２，３が、強誘電体層２、強誘電体層２および強誘電体層３の順に積層された熱搬送デバイス２１であってもよい。熱搬送デバイス２１は、２種の強誘電体層２，３の積層数および積層順以外は、第１の実施形態と同じ構成を有する。
【００４６】
また、図４に示すように、３種の強誘電体層２，３，９が、複数の強誘電体層２、複数の強誘電体層２、複数の強誘電体層３の順に積層された熱搬送デバイス３１であってもよい。熱搬送デバイス３１は、３種の強誘電体層２，３，９の積層順以外は、図２に示す実施形態と同じ構成を有する。
【００４７】
上記実施形態の熱搬送デバイス１では、強誘電体層と内部電極層が交互に積層されているが、これに限定されず、積層順は任意である。
【００４８】
例えば、図５に示すように、２種の強誘電体層２および３の両方を挟むように、内部電極層が設けられた熱搬送デバイス４１であってもよい。熱搬送デバイス４１は、２種の強誘電体層２および３が一組の内部電極層４および５に挟まれていること以外は、第１の実施形態と同じ構成を有する。
【００４９】
本発明の熱搬送デバイスは、主に電場が解除されて吸熱する際に、またはこの吸熱により熱搬送デバイスの温度が低下した際に、発熱源で生じた熱を吸収し得る。また、本発明の熱搬送デバイスは、主に電場が印加されて放熱する際に、吸収した熱を外部に放出し得る。従って、本発明の熱搬送デバイスは、冷却デバイスとして利用することができる。
【００５０】
本発明はまた、本発明の熱搬送デバイスを有して成る電子部品、ならびに本発明の熱搬送デバイスまたは電子部品を有して成る電子機器をも提供する。
【００５１】
電子部品としては、特に限定するものではないが、例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）、ハードディスク（ＨＤＤ）、パワーマネージメントＩＣ（ＰＭＩＣ）、パワーアンプ（ＰＡ）、トランシーバーＩＣ、ボルテージレギュレータ（ＶＲ）などの集積回路（ＩＣ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、白熱電球、半導体レーザーなどの発光素子、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）などの熱源となり得る部品、および、その他の部品、例えば、リチウムイオンバッテリー、基板、ヒートシンク、筐体等の電子機器に一般的に用いられる部品が挙げられる。
【００５２】
電子機器としては、特に限定するものではないが、例えば、携帯電話、スマートフォン、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、タブレット型端末、ハードディスクドライブ、データーサーバー等が挙げられる。
【実施例】
【００５３】
実施例１
以下のようにして、図１に示されるような熱搬送デバイスを製造した。
【００５４】
強誘電体層２の材料として、Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３（ＰＭＮ）、強誘電体層３の材料として、０．８５Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−０．１５ＰｂＴｉＯ３（０．８５ＰＭＮ−０．１５ＰＴ（ｘ＝０．１５））を用いた。
【００５５】
上記の材料は、以下のようにはコロンバイト法を用いて調製した。即ち、まず、ＭｇＣＯ３とＮｂ２Ｏ５を、ＭｇＮｂ２Ｏ６となるように調合し、ＰＳＺ（部分安定化ジルコニア）ボールとともに粉砕混合を行った。乾燥後、１２００℃、１２時間の条件で、仮焼を行い前駆体であるコロンバイトを得た。ＰＭＮを調製する場合、このコロンバイトとＰｂ３Ｏ４をＰｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３となるよう調合し、ＰＳＺボールとともに粉砕混合を行い、ＰＭＮ原料粉を得た。０．８５ＰＭＮ−０．１５ＰＴを調製する場合、コロンバイトとＰｂ３Ｏ４に加え、さらにＰｂＴｉＯ３を加えて０．８５Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−０．１５ＰｂＴｉＯ３となるよう調合し、ＰＳＺボールとともに粉砕混合を行い、０．８５ＰＭＮ−０．１５ＰＴ原料粉を得た。これらの原料粉を乾燥後、７５０℃、４時間の条件で仮焼を行った。
【００５６】
上記で得られたＰＭＮ原料粉および０．８５ＰＭＮ−０．１５ＰＴ原料粉に、有機溶剤とバインダーを加えて粉砕混合することでスラリーを形成した。ドクターブレード法によりグリーンシート（厚み４０μｍ）を形成し、グリーンシート上に、Ｐｔ電極をスクリーン印刷した。印刷後のグリーンシートを、図１のように、ＰＭＮシートと０．８５ＰＭＮ−０．１５ＰＴシートを、交互に１２層（６組）積層し、圧着し、カットして、ＰＭＮ／０．８５ＰＭＮ−０．１５ＰＴ異組成交互積層体のグリーンチップ（縦８．０ｍｍ×横６．５ｍｍ×高さ１．０ｍｍ）を得た。グリーンチップを、４５０℃〜５５０℃で脱脂した後、アルミナ密閉鞘に、１〜２ｇのグリーンチップを１０ｇのＰＭＮ粉末とともに封入し、１１８０℃で４時間焼成を行って、ＰＭＮ／０．８５ＰＭＮ−０．１５ＰＴ異組成交互積層体を得た。最後に、Ａｇペーストを外部電極として塗布し、焼き付けを行って本発明の熱搬送デバイスを得た。
【００５７】
比較例１
強誘電体層の材料として、ＰＭＮのみを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、比較例１の熱搬送デバイスを製造した。
【００５８】
比較例２
強誘電体層の材料として、０．８５ＰＭＮ−０．１５ＰＴのみを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、比較例２の熱搬送デバイスを製造した。
【００５９】
（評価）
実施例１および比較例１および２で得られたデバイスに、極細熱電対を直接はりつけ、温度を変化させて、１０．５ＭＶ／ｍの電場を印加し、電場印加時および除去時の温度変化（ΔＴ）を測定した。結果を図６に示す。
【００６０】
図６の結果に示されるように、ＰＭＮおよび０．８５ＰＭＮ−０．１５ＰＴを用いた実施例１は、ＰＭＮまたは０．８５ＰＭＮ−０．１５ＰＴの一方のみを用いた比較例２および３と比較して、ブロードなピークを有する。例えば、ΔＴの最大値の９割以上のΔＴを示す温度範囲が、比較例１では３６〜９９℃（６３℃幅）であり、比較例２では９２〜１４８℃（５６℃幅）であったのに対し、実施例１では６９〜１４０℃（７１℃幅）と広い範囲であった。従って、実施例１のデバイスは、広い範囲にわたって、十分に大きなΔＴを得ることができる。特に、電子機器の発熱範囲である、４０℃〜１５０℃において、良好なΔＴ（具体的には０．６０Ｋ以上）を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明の熱搬送デバイスは、種々の電子機器、例えば、熱対策問題が顕著化している携帯電話などの小型電子機器の冷却デバイスとして利用することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１…熱搬送デバイス
２…強誘電体層
３…強誘電体層
４…内部電極
５…内部電極
６…外部電極
７…外部電極
９…強誘電体層
１１…熱搬送デバイス
２１…熱搬送デバイス
３１…熱搬送デバイス
４１…熱搬送デバイス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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