JP2006253477A - 圧電素子およびその製造方法、合金膜、インクジェット式記録ヘッド、インクジェットプリンタ、並びに、圧電ポンプ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明に係る圧電素子10は,
基板1と、
基板1の上方に形成された第1電極4と、
第1電極4の上方に形成された圧電体層5と、
圧電体層5の上方に形成された第2電極6と、を含み、
第1電極4は、IrおよびPtのうちの少なくとも一方を含む合金膜40を有し、
合金膜40は、さらに,IrおよびPtのうちの少なくとも一方よりもヤング率が低い添加金属を含む。
【選択図】 図1
Description
基板と、
前記基板の上方に形成された第1電極と、
前記第1電極の上方に形成された圧電体層と、
前記圧電体層の上方に形成された第2電極と、を含み、
前記第1電極は、IrおよびPtのうちの少なくとも一方を含む合金膜を有し、
前記合金膜は、さらに、IrおよびPtのうちの少なくとも一方よりもヤング率が低い添加金属を含む。
前記添加金属は、AlおよびNiのうちの少なくとも一方であることができる。
前記添加金属の格子定数は、IrおよびPtのうちの少なくとも一方よりも大きいことができる。
前記第1電極は、前記合金膜の上方に形成されたバッファ層を有し、
前記バッファ層は、層状ペロブスカイト化合物からなり、
前記層状ペロブスカイト化合物は、La2NiO4、La3Ni2O7、La4Ni3O10、La2CuO4、およびYBa2Cu3O7、並びに、これらのうちの少なくとも2種からなる固溶体のうちの少なくとも1種を含み、
前記層状ペロブスカイト化合物は、(100)に優先配向していることができる。
前記第1電極は、前記バッファ層の上方に形成された導電性酸化層を有し、
前記導電性酸化層は、ペロブスカイト構造を有する導電性酸化物からなることができる。
前記第1電極は、前記合金層の上方に形成された導電性酸化層を有し、
前記導電性酸化層は、ペロブスカイト構造を有する導電性酸化物からなることができる。
前記導電性酸化物は、CaRuO3、SrRuO3、BaRuO3、SrVO3、(La,Sr)MnO3、(La,Sr)CrO3、(La,Sr)CoO3、およびLaNiOy(2≦y≦3)、並びに、これらのうちの少なくとも2種からなる固溶体のうちの少なくとも1種を含み、
前記導電性酸化物は、(100)に優先配向していることができる。
前記添加金属は、前記合金膜上に形成される層に含まれる金属と同じであることができる。
前記圧電体層を構成する圧電体は、菱面体晶であり、(100)に優先配向していることができる。
前記合金膜は、(111)に優先配向しており、
前記圧電体層を構成する圧電体は、正方晶であり、(111)に優先配向していることができる。
前記圧電体層を構成する圧電体は、Pb(Zr,Ti)O3、Pb(Zrx-zNbzTiy)O3(x+y=1、0<z≦0.3)、(Pb,La)ZrTiO3、(Pb(Mg,Nb)TiO3、Pb(Mg,Nb)(Zr,Ti)O3、Pb(Zn,Nb)TiO3、Pb(Sc,Nb)TiO3、Pb(Ni,Nb)TiO3、Pb(In,Mg,Nb)TiO3、および、BaTiO3のうちの少なくとも1種を含むことができる。
IrおよびPtのうちの少なくとも一方と、
IrおよびPtのうちの少なくとも一方よりもヤング率が低い添加金属と、を含む。
基板の上方に第1電極を形成する工程と、
前記第1電極の上方に圧電体層を形成する工程と、
前記圧電体層の上方に第2電極を形成する工程と、を含み、
前記第1電極を形成する工程は、IrおよびPtのうちの少なくとも一方を含む合金膜を形成する工程を有し、
前記合金膜は、さらに、IrおよびPtのうちの少なくとも一方よりもヤング率が低い添加金属を含む。
前記合金膜は、該合金膜の各構成元素からなる各ターゲットをスパッタすることにより形成されることができる。
前記合金膜は、該合金膜の各構成元素からなる単一ターゲットをスパッタすることにより形成されることができる。
1−1. まず、第1の実施形態に係る圧電素子10について説明する。
x+y+z+w=1.0
x<1.0
0≦y≦0.5
0≦z≦0.5
0≦w≦0.5
となることが好ましい。
2−1. 次に、第1の実施形態に係る圧電素子10を有するインクジェット式記録ヘッドの一実施形態について説明する。図6は、本実施形態に係るインクジェット式記録ヘッドの概略構成を示す側断面図であり、図7は、このインクジェット式記録ヘッドの分解斜視図である。なお、図7は、通常使用される状態とは上下逆に示したものである。
3−1. 次に、第2の実施形態に係るインクジェット式記録ヘッド50を有するインクジェットプリンタの一実施形態について説明する。図10は、本実施形態に係るインクジェットプリンタ600を示す概略構成図である。インクジェットプリンタ600は、紙などに印刷可能なプリンタとして機能することができる。なお、以下の説明では、図10中の上側を「上部」、下側を「下部」と言う。
4−1. 次に、第1の実施形態に係る圧電素子10を有する圧電ポンプの一実施形態について図面を参照しながら説明する。図11および図12は、本実施形態に係る圧電ポンプ20の概略断面図である。図11および図12に示す圧電部22は、第1の実施形態に係る圧電素子10における第1電極4と、圧電体層5と、第2電極6とからなるものである。第1の実施形態に係る圧電素子10におけるストッパ層2および硬質層3は、図11および図12において振動板24となっており、基板1は、圧電ポンプ20の要部を構成する基体21となっている。圧電ポンプ20は、基体21と、圧電部22と、ポンプ室23と、振動板24と、吸入側逆止弁26aと、吐出側逆止弁26bと、吸入口28aと、吐出口28bとを含む。
Claims (18)
- 基板と、
前記基板の上方に形成された第1電極と、
前記第1電極の上方に形成された圧電体層と、
前記圧電体層の上方に形成された第2電極と、を含み、
前記第1電極は、IrおよびPtのうちの少なくとも一方を含む合金膜を有し、
前記合金膜は、さらに、IrおよびPtのうちの少なくとも一方よりもヤング率が低い添加金属を含む、圧電素子。 - 請求項1において、
前記添加金属は、AlおよびNiのうちの少なくとも一方である、圧電素子。 - 請求項1または2において、
前記添加金属の格子定数は、IrおよびPtのうちの少なくとも一方よりも大きい、圧電素子。 - 請求項1〜3のいずれかにおいて、
前記第1電極は、前記合金膜の上方に形成されたバッファ層を有し、
前記バッファ層は、層状ペロブスカイト化合物からなり、
前記層状ペロブスカイト化合物は、La2NiO4、La3Ni2O7、La4Ni3O10、La2CuO4、およびYBa2Cu3O7、並びに、これらのうちの少なくとも2種からなる固溶体のうちの少なくとも1種を含み、
前記層状ペロブスカイト化合物は、(100)に優先配向している、圧電素子。 - 請求項4において、
前記第1電極は、前記バッファ層の上方に形成された導電性酸化層を有し、
前記導電性酸化層は、ペロブスカイト構造を有する導電性酸化物からなる、圧電素子。 - 請求項1〜4のいずれかにおいて、
前記第1電極は、前記合金層の上方に形成された導電性酸化層を有し、
前記導電性酸化層は、ペロブスカイト構造を有する導電性酸化物からなる、圧電素子。 - 請求項5または6において、
前記導電性酸化物は、CaRuO3、SrRuO3、BaRuO3、SrVO3、(La,Sr)MnO3、(La,Sr)CrO3、(La,Sr)CoO3、およびLaNiOy(2≦y≦3)、並びに、これらのうちの少なくとも2種からなる固溶体のうちの少なくとも1種を含み、
前記導電性酸化物は、(100)に優先配向している、圧電素子。 - 請求項1〜7のいずれかにおいて、
前記添加金属は、前記合金膜上に形成される層に含まれる金属と同じである、圧電素子。 - 請求項1〜8のいずれかにおいて、
前記圧電体層を構成する圧電体は、菱面体晶であり、(100)に優先配向している、圧電素子。 - 請求項1〜3のいずれかにおいて、
前記合金膜は、(111)に優先配向しており、
前記圧電体層を構成する圧電体は、正方晶であり、(111)に優先配向している、圧電素子。 - 請求項1〜10のいずれかにおいて、
前記圧電体層を構成する圧電体は、Pb(Zr,Ti)O3、Pb(Zrx-zNbzTiy)O3(x+y=1、0<z≦0.3)、(Pb,La)ZrTiO3、(Pb(Mg,Nb)TiO3、Pb(Mg,Nb)(Zr,Ti)O3、Pb(Zn,Nb)TiO3、Pb(Sc,Nb)TiO3、Pb(Ni,Nb)TiO3、Pb(In,Mg,Nb)TiO3、および、BaTiO3のうちの少なくとも1種を含む、圧電素子。 - 請求項1〜11のいずれかに記載の圧電素子を有する、インクジェット式記録ヘッド。
- 請求項12に記載のインクジェット式記録ヘッドを有する、インクジェットプリンタ。
- 請求項1〜11のいずれかに記載の圧電素子を有する、圧電ポンプ。
- IrおよびPtのうちの少なくとも一方と、
IrおよびPtのうちの少なくとも一方よりもヤング率が低い添加金属と、を含む、合金膜。 - 基板の上方に第1電極を形成する工程と、
前記第1電極の上方に圧電体層を形成する工程と、
前記圧電体層の上方に第2電極を形成する工程と、を含み、
前記第1電極を形成する工程は、IrおよびPtのうちの少なくとも一方を含む合金膜を形成する工程を有し、
前記合金膜は、さらに、IrおよびPtのうちの少なくとも一方よりもヤング率が低い添加金属を含む、圧電素子の製造方法。 - 請求項16において、
前記合金膜は、該合金膜の各構成元素からなる各ターゲットをスパッタすることにより形成される、圧電素子の製造方法。 - 請求項16において、
前記合金膜は、該合金膜の各構成元素からなる単一ターゲットをスパッタすることにより形成される、圧電素子の製造方法。
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