本发明专利技术的目的在于提供一种能够进一步提高压电常数的铌酸钾钠压电体层。一种压电体层，其特征在于：在由通式ABO3所表示的钙钛矿型化合物的铌酸钾钠构成的压电体层上，一边在面内方向旋转上述压电体层一边进行的偏振拉曼测定(yx)所得到的拉曼光谱中上述钙钛矿型化合物的晶格振动区域的测定强度具有大致每90°的周期性，其中，该偏振拉曼测定(yx)是一边在面内方向旋转上述压电体层一边进行的，并且在上述压电体层的拉曼测定中，使拉曼散射光在与入射光垂直的方向上偏振来进行测定。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种压电体层、压电元件、使用了该压电元件的压电致动器以及压电 传感器、具备该压电致动器的硬盘驱动器以及喷墨打印装置。
技术介绍
近年来，在对压电材料的无铅化的要求不断提高的形势下，铌酸钾钠的研究逐渐兴起。KNN即使在无铅压电材料中也能够获得比较高的居里 温度和良好的压电特性，备受关注。关于压电材料的利用，替代块体压电材料而使用了薄膜压电材料的压电元件的实 用化在不断发展。作为一个例子可以列举利用了将施加于压电体层的力转换成电压的压电 效应的陀螺仪传感器(gyro sensor)和震动传感器（shock sensor)等、或者利用了在将电 压施加于压电体层时压电体层发生变形的逆压电效应的致动器(actuator)、喷墨头、扬声 器、蜂鸣器、共鸣器(resonator)等。 如果将压电材料薄膜化，则元件的小型化成为可能，能够应用的领域变宽，并且由 于能够在基板上一次性做多个元件所以量产性增加。另外，做成传感器的情况下的灵敏度 的提尚等性能方面的优点也很多。 作为使用压电材料上的指标，可以列举作为压电常数的d31Se31。这些值的绝对值 越大则说明显示越良好的压电效应、逆压电效应。 另外，现有的压电材料中正如以锆钛酸铅(PZT)为代表的一样，含铅的情况较多。 从环境问题的观点出发，要求开发不使用铅的压电材料。 现有技术文献 专利文献 专利文献1:日本专利特开2009-295786号公报 专利文献2:日本专利特开2010-070394号公报 非专利文献 非专利文献I :M.A.Rafig et al · :Applied Phisics Lettersl04(2014)011902
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题 然而，由KNN构成的压电体层比使用了含铅的材料的压电体层压电常数低，存在在 用于压电元件的时候难以获得大的位移的问题。 如果压电常数低，则为了获得大的位移需要高电压，并且还会产生绝缘破坏或连 续驱动时的可靠性降低的技术问题。 在专利文献1所记载的技术中，通过将KNN薄膜的面外方向晶格常数c与面内方向 晶格常数a之比控制在0.0980 < c/a < 1.0100的范围内从而就能够改善压电常数。但是该技 术由于是通过对薄膜应力的控制来控制晶格常数，所以其值容易受到成膜条件或膜厚的影 响，并且再现性差。 在专利文献2所记载的技术中，对于具有将铅作为主成分的钙钛矿型晶体结构的 氧化膜进行显微拉曼光谱分析，测定施加电场情况下与不施加电场情况下的拉曼光谱，通 过将拉曼光谱的峰值漂移(peak shift)量控制在2.2CHT1以下从而就能够缓和应力。可是， 在不含铅的KNN的情况下即便关注拉曼光谱的峰值漂移量也不能够获得充分的特性。 在非专利文献1所记载的技术中，一边使单斜晶系的KNN单晶体旋转一边进行偏振 拉曼测定，偏振拉曼测定(yx)以及偏振拉曼测定(yy)显示根据样品的旋转角度而具有周期 性。但是，以薄膜制得的KNN膜通常是多晶体，难以制造接近单晶体的KNN膜。另外，在从单晶 体制作元件的情况下，由于难以一次性制作多个元件，因此量产性差。 本专利技术是鉴于上述现有技术所存在的技术问题而完成的专利技术，其目的在于提供一 种进一步提高了压电常数的压电体层。 由于所谓获得大的位移量就是指具有高的压电常数，所以在使用压电效应的元件 的情况下能够应用于灵敏度高的传感器等的用途，在使用了逆压电效应的元件的情况下， 能够应用于以低电压获得大振动的高效的致动器等的用途。 解决技术问题的手段为了达到上述目的，本专利技术所涉及的压电体层的特征为：在由通式ABO3所表示的 钙钛矿型化合物的铌酸钾钠构成的压电体层中，在一边在面内方向旋转上述压电体层一边 进行的上述压电体层的拉曼测定中，在一边在面内方向旋转样品一边进行偏振拉曼测定 (yx) 所得到的拉曼光谱中，上述钙钛矿型化合物的晶格振动区域的测定强度具有大致每 90°的周期性，其中，偏振拉曼测定(yx)是通过将拉曼散射光在与入射光垂直的方向偏振而 测定的。压电体层的在拉曼测定中的晶格振动区域的测定强度具有大致每90°的周期性的 结果意味着晶格在面方向上进行了匹配，由此，压电体层的压电常数提高，特别是向面内方 向的位移变大。 在压电体层的膜厚方向上施加电压的情况下的面方向的伸缩举动由于施加电场 的方向与极化方向不平行，所以不仅有助于由压电效应引起的晶格畸变，还有助于畴壁 (domain wa11)的活动。通过在面方向对压电体层的晶体结构进行匹配从而能够使畴壁的 朝向一致，与具有面内非对称的晶体结构的压电体层相比，能够有效地增加位移量。 进一步，在上述压电体层的拉曼测定中，一边在面内方向旋转样品一边进行偏振 拉曼测定(yy)以及偏振拉曼测定(yx)所获得的拉曼光谱中，上述钙钛矿型化合物的晶格振 动区域的测定强度中，上述偏振拉曼测定(yy)和上述偏振拉曼测定(yx)都具有大致每90° 的周期性，并且能够使得上述偏振拉曼测定(yy)与上述偏振拉曼测定(yx)的上述测定强度 的周期错开大约45°，其中，上述偏振拉曼测定( yy)通过将拉曼散射光在与入射光平行的方 向偏振而测定的；上述偏振拉曼测定(yx)是通过将拉曼散射光在与入射光垂直的方向偏振 而测定的。这样通过不仅在通过将拉曼散射光在与入射光垂直的方向偏振而测定的偏振拉 曼测定(yx)上，而且在将拉曼散射光在与入射光平行的方向偏振而测定的偏振拉曼测定 (yy) 上都具有周期性，从而可以进一步提尚晶格的匹配性，并且能够进一步提尚压电特性。 拉曼测定中能够获得多个颗粒的晶格的短程序的信息，与获得晶格的长周期性信 息的X线衍射测定有所不同。压电体的极化轴与压电特性中有着密切的关系，拉曼光谱的周 期性与压电体层的压电特性有着密切的关系。本专利技术所涉及的压电体层由上述压电体层的上述偏振拉曼测定(yx)获得的拉曼 光谱在550CHT1附近以及eiOcnf1附近分别具有（1个以上的）峰，以（550CHT 1附近的峰的测定 强度"(eiocnr1附近的峰的测定强度)表示的强度比具有大致90°的周期性，也能够将上述 强度比的最大值与最小值之差控制在0.3以上且3.0以下。550CHT 1附近的峰和eiOcnf1附近 的峰都相当于钙钛矿型化合物的伸缩振动，特别是610CHT 1附近的峰相当于全对称伸缩振 动。这些伸缩振动的峰强度比具有角度依存性，并且通过在强度比上有差值，从而能够提高 晶格的匹配性，并且通过使极化轴一致从而能够进一步提高压电特性。另外，在此"550CHT 1 附近"等中的"附近"是表示± 20cm-1的范围。专利技术效果 通过使用本专利技术所涉及的压电体层，从而能够比使用了现有KNN薄膜的压电元件 提高压电特性。另外，在本专利技术所涉及的压电致动器以及压电传感器中也能够谋求压电特 性的提尚，并且能够提供尚性能的硬盘驱动器以及喷墨打印装置。 本专利技术所涉及的压电致动器具有以上述结构表示的压电元件。作为压电致动器具 体地来说可以列举硬盘驱动器的磁头组件(head assembIy )、喷墨打印头的压电致动器等。 另外，本专利技术所涉及的压电传感器具有以上述结构表示的压电元件。作为压电传 感器具体来说可以列举陀螺本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种压电体层，其特征在于：是由通式ABO3所表示的钙钛矿型化合物的铌酸钾钠构成的压电体层，其中，在一边在面内方向旋转所述压电体层一边进行的所述压电体层的拉曼测定中，由偏振拉曼测定(yx)所得到的拉曼光谱中所述钙钛矿型化合物的晶格振动区域的测定强度具有大致每90°的周期性，其中，该偏振拉曼测定(yx)是一边在面内方向旋转所述压电体层一边进行的，并且使拉曼散射光在与入射光垂直的方向上偏振来进行测定。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：大石昌弘，松谷淳生，太田龙，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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