JP4036822B2 - 圧電デバイス - Google Patents
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Description
前記圧電材料の形状の変化によってナノチューブ構造に応力の変化が発生するように取り付けられたナノチューブ構造とを具備する、圧電デバイス。
(2)前記圧電材料の層を支持する基板をさらに具備する、上記(1)に記載の圧電デバイス。
(3)第1の電極と、
第2の電極とをさらに具備し、前記第1の電極と前記第2の電極により前記ナノチューブ構造に電圧を印加することができる、上記(1)に記載の圧電デバイス。
(4)前記第1の電極が前記ナノチューブ構造の第1の端部に接触し、前記第2の電極が前記ナノチューブ構造の第2の端部に接触する、上記(3)に記載の圧電デバイス。
(5)電極対に印加された電圧によって前記圧電材料の前記形状の変化が発生するように位置する電極対をさらに具備する、上記(1)に記載の圧電デバイス。
(6)前記ナノチューブ構造に電圧を印加するための第2の電極対をさらに具備する、上記(5)に記載の圧電デバイス。
(7)前記第2の電極対の一方の電極が、前記圧電材料の形状を変化させるために使用する前記電極対の一方の電極を具備する、上記(6)に記載の圧電デバイス。
(8)前記ナノチューブ構造が、
第1のタイプのドーピングを有する第1のセクションと、
第2のタイプのドーピングを有する第2のセクションとを具備する、上記(1)に記載の圧電デバイス。
(9)前記圧電材料の層の下に形成された第1の導電層と、
前記圧電材料の層の上に形成された第2の導電層とをさらに具備し、前記第1の導電層と前記第2の導電層により前記圧電材料に電圧を印加することができる、上記(1)に記載の圧電デバイス。
(10)前記第1の導電層が前記圧電材料の層の第1の表面に接触し、前記第2の導電層が前記圧電材料の層の第2の表面に接触する、上記(9)に記載の圧電デバイス。
(11)前記電圧を印加して前記形状の変化を発生させたときに前記ナノチューブ構造に電気的分離をもたらすための少なくとも1つの絶縁材料の層をさらに具備する、上記(5)に記載の圧電デバイス。
(12)前記ナノチューブ構造の上に形成されたゲート絶縁層と、
前記ゲート絶縁層の上に形成されたゲート電極とをさらに具備する、上記(1)に記載の圧電デバイス。
(13)圧電デバイスを製作する方法であって、前記方法が、
電気的導電材料の第1の領域を付着させるステップと、
前記電気的導電材料の領域の上に圧電材料の層を付着させるステップと、
前記圧電材料の上に電気的導電材料の第2の層を付着させるステップと、
前記圧電材料の変化によってナノチューブ構造に応力の変化が発生するようにナノチューブ構造を取り付けるステップとを具備する方法。
(14)前記電気的導電材料の第1の領域が前記圧電材料の層の底面に接触するように配置され、前記電気的導電材料の第2の層が前記圧電材料の上部表面に接触するように配置される、上記(13)に記載の方法。
(15)前記電気的導電材料の第1の領域に接触するための第1の電極を設けるステップと、
前記電気的導電材料の第2の層に接触するための第2の電極を設けるステップとをさらに具備する、上記(4)に記載の方法。
(16)前記ナノチューブ構造との電気的接触をもたらすために第1の電極対を設けるステップをさらに具備する、上記(13)に記載の方法。
(17)前記第1の電極対の第1の電極が前記ナノチューブ構造の第1の端部に接触するように配置され、
前記第1の電極対の第2の電極が前記ナノチューブ構造の第2の端部に接触するように配置される、上記(16)に記載の方法。
(18)前記圧電材料の層の形状を変化させるように作用し、前記圧電材料の層に電圧を提供するために第2の電極対を設けるステップをさらに具備する、上記(16)に記載の方法。
(19)前記ナノチューブ構造を前記圧電材料から電気的に分離するために少なくとも1つの絶縁層を加えるステップをさらに具備する、上記(18)に記載の方法。
(20)前記ナノチューブ構造の第1の領域に第1のタイプのドーパントを加えるステップと、
前記ナノチューブ構造の第2の領域に第2のタイプのドーパントを加えるステップとをさらに具備する、上記(13)に記載の方法。
(21)圧電材料の層と、
前記圧電材料の形状の変化によってナノチューブ構造に応力の変化が発生するように取り付けられたナノチューブ構造とを具備する、少なくとも1つのメモリ・セルを具備する、メモリ・デバイス。
(22)前記圧電材料に電圧を印加できるようにするための第1の接続部と、
前記ナノチューブ構造の両端間に電圧を印加できるようにするための第2の接続部とをさらに具備する、上記(21)に記載のメモリ・デバイス。
(23)前記少なくとも1つのメモリ・セルが、
前記圧電材料に前記電圧を印加したときに前記ナノチューブ構造の電気的分離をもたらすための少なくとも1つの絶縁層をさらに具備する、上記(22)に記載のメモリ・デバイス。
(24)前記ナノチューブ構造を通過する電流の量と前記ナノチューブ構造からの発光のうちの一方を決定することにより、前記少なくとも1つのメモリ・セルの内容が感知可能である、上記(21)に記載のメモリ・デバイス。
101 ナノチューブ構造
102、103、104 電極
105 最下部電極層
106 圧電フィルム
107 上部電極層
108 分離層
109 導電層
115 基板
Claims (20)
- 基板上に設けられた下部電極層と、
前記下部電極層上に設けられ強誘電ヒステリシスを有する圧電材料層と、
前記圧電材料層上に設けられた上部電極層と、
前記上部電極層上に設けられた絶縁層と、
前記絶縁層上に設けられた導電材料層と、
前記下部電極層上に設けられた第1電極により一端が前記下部電極層に接続され、前記導電材料層上に設けられた第2電極により他端が前記導電材料層に接続された導電性ナノチューブと、
前記絶縁層を通って前記上部電極層に接続する第3電極とを備え、
前記第1電極及び前記第3電極に印加される電圧による前記圧電材料層の形状変化により前記導電性ナノチューブに加えられた応力に応じた前記導電性ナノチューブの導電率の変化を前記第1電極及び前記第2電極を介して測定する、圧電デバイス。 - 前記導電性ナノチューブの材料が、炭素若しくは窒化ホウ素である、請求項1に記載の圧電デバイス。
- 前記圧電材料層、前記上部電極層、前記絶縁層及び前記導電材料層が前記下部電極層の上の多層構造として設けられ、前記導電性ナノチューブが、前記多層構造の側壁に沿って設けられ且つ前記上部電極層から離れている、請求項1に記載の圧電デバイス。
- 前記下部電極層の材料が、SrRuO 3 (ルテニウム酸ストロンチウム)若しくはPtであり、前記圧電材料層の材料が、ジルコン酸チタン酸鉛(PZT)若しくはSrBi 2 Ta 2 O 9 であり、前記上部電極層の材料が、SrRuO 3 (ルテニウム酸ストロンチウム)であり、前記絶縁層の材料が、チタン酸ストロンチウム(STO)、Al 2 O 3 若しくはSiO 2 であり、前記導電性材料層の材料が、酸化コバルトストロンチウムランタン(LSCO)である、請求項1に記載の圧電デバイス。
- 基板上に設けられた下部電極層と、
前記下部電極層上に設けられ強誘電ヒステリシスを有する圧電材料層と、
前記圧電材料層上に設けられた上部電極層と、
前記上部電極層上に設けられた絶縁層と、
前記下部電極層上に設けられた第1電極により一端が前記下部電極層に接続され、前記絶縁層上に設けられた第2電極に他端が接続された導電性ナノチューブと、
前記絶縁層を通って前記上部電極層に接続する第3電極とを備え、
前記第1電極及び前記第3電極に印加される電圧による前記圧電材料層の形状変化により前記導電性ナノチューブに加えられた応力に応じた前記導電性ナノチューブの導電率の変化を前記第1電極及び前記第2電極を介して測定する、圧電デバイス。 - 前記導電性ナノチューブの材料が、炭素若しくは窒化ホウ素である、請求項5に記載の圧電デバイス。
- 前記圧電材料層、前記上部電極層及び前記絶縁層が前記下部電極層の上の多層構造として設けられ、前記導電性ナノチューブが、前記多層構造の側壁に沿って設けられ且つ前記上部電極層から離れている、請求項5に記載の圧電デバイス。
- 前記下部電極層の材料が、SrRuO 3 (ルテニウム酸ストロンチウム)若しくはPtであり、前記圧電材料層の材料が、ジルコン酸チタン酸鉛(PZT)若しくはSrBi 2 Ta 2 O 9 であり、前記上部電極層の材料が、SrRuO 3 (ルテニウム酸ストロンチウム)であり、前記絶縁層の材料が、チタン酸ストロンチウム(STO)、Al 2 O 3 若しくはSiO 2 である、請求項5に記載の圧電デバイス。
- 基板上に設けられた下部電極層と、
前記下部電極層上に設けられ強誘電ヒステリシスを有する圧電材料層と、
前記圧電材料層上に設けられた上部電極層と、
前記上部電極層上に設けられた絶縁層と、
前記絶縁層上に設けられた導電材料層と、
前記下部電極層上に設けられた第1電極により一端が前記下部電極層に接続され、前記導電材料層上に設けられた第2電極により他端が前記導電材料層に接続され、p領域及びn領域が設けれらているナノチューブと、
前記絶縁層を通って前記上部電極層に接続する第3電極とを備え、
前記ナノチューブのpn接合に順方向バイアスをかけて再結合放射を行わせ、前記第1電極及び前記第3電極に印加される電圧による前記圧電材料層の形状変化により前記ナノチューブに加えられた応力に応じて前記再結合放射による光の周波数が変化する、圧電デバイス。 - 前記ナノチューブの材料が、炭素若しくは窒化ホウ素である、請求項9に記載の圧電デバイス。
- 前記圧電材料層、前記上部電極層、前記絶縁層及び前記導電材料層が前記下部電極層の上の多層構造として設けられ、前記ナノチューブが、前記多層構造の側壁に沿って設けられ且つ前記上部電極層から離れている、請求項9に記載の圧電デバイス。
- 前記基板が透明基板であり、該透明基板の材料が、チタン酸ストロンチウム(STO)、石英若しくはサファイアであり、前記下部電極層の材料が、インジウム錫酸化物である、請求項9に記載の圧電デバイス。
- 前記圧電材料層の材料が、ジルコン酸チタン酸鉛(PZT)若しくはSrBi 2 Ta 2 O 9 であり、前記上部電極層の材料が、SrRuO 3 (ルテニウム酸ストロンチウム)であり、前記絶縁層の材料が、チタン酸ストロンチウム(STO)、Al 2 O 3 若しくはSiO 2 であり、前記導電性材料層の材料が、酸化コバルトストロンチウムランタン(LSCO)である、請求項9に記載の圧電デバイス。
- 基板上に設けられた下部電極層と、
前記下部電極層上に設けられ強誘電ヒステリシスを有する圧電材料層と、
前記圧電材料層上に設けられた上部電極層と、
前記上部電極層上に設けられた絶縁層と、
前記絶縁層上に設けられた導電材料層と、
前記下部電極層上に設けられた第1電極により一端が前記下部電極層に接続され、前記導電材料層上に設けられた第2電極により他端が前記導電材料層に接続されたナノチューブと、
前記絶縁層を通って前記上部電極層に接続する第3電極とを備え、
前記圧電材料層、前記上部電極層、前記絶縁層及び前記導電材料層が前記下部電極層の上の多層構造として設けられ、前記ナノチューブが、前記多層構造の側壁に沿って設けられ且つ前記上部電極層から離れており、前記ナノチューブを囲むように前記多層構造の側壁に設けられたゲート絶縁体と、前記ナノチューブに再結合放射を行わせる電界ドーピングを生じるように前記ゲート絶縁体上に設けられたゲート電極とが設けられており、
前記第1電極及び前記第3電極に印加される電圧による前記圧電材料層の形状変化により前記ナノチューブに加えられた応力に応じて前記再結合放射による光の周波数が変化する、圧電デバイス。 - 前記ナノチューブの材料が、炭素若しくは窒化ホウ素である、請求項14に記載の圧電デバイス。
- 前記下部電極層の材料が、SrRuO 3 (ルテニウム酸ストロンチウム)若しくはPtであり、前記圧電材料層の材料が、ジルコン酸チタン酸鉛(PZT)若しくはSrBi 2 Ta 2 O 9 であり、前記上部電極層の材料が、SrRuO 3 (ルテニウム酸ストロンチウム)であり、前記絶縁層の材料が、チタン酸ストロンチウム(STO)、Al 2 O 3 若しくはSiO 2 であり、前記導電性材料層の材料が、酸化コバルトストロンチウムランタン(LSCO)である、請求項14に記載の圧電デバイス。
- 基板上に設けられた下部電極層と、
前記下部電極層上に設けられ強誘電ヒステリシスを有する圧電材料層と、
前記圧電材料層上に設けられた上部電極層と、
前記上部電極層上に設けられた絶縁層と、
前記絶縁層上に設けられた導電材料層と、
前記下部電極層上に設けられた第1電極により一端が前記下部電極層に接続され、前記導電材料層上に設けられた第2電極により他端が前記導電材料層に接続されたナノチューブと、
前記絶縁層を通って前記上部電極層に接続する第3電極とを備え、
前記圧電材料層、前記上部電極層、前記絶縁層及び前記導電材料層が前記下部電極層の上の多層構造として設けられ、前記ナノチューブが、前記多層構造の側壁に沿って設けられ且つ前記上部電極層から離れており、
前記上部電極層の側壁と前記ナノチューブとの間に酸化物キャップが設けられ、前記第3電極に電圧が印加されたときに、前記酸化物キャップを介して前記ナノチューブに再結合放射を行わせる電界ドーピングを生じるゲート電界を印加し、
前記第1電極及び前記第3電極に印加される電圧による前記圧電材料層の形状変化により前記ナノチューブに加えられた応力に応じて前記再結合放射による光の周波数が変化する、圧電デバイス。 - 前記ナノチューブの材料が、炭素若しくは窒化ホウ素である、請求項17に記載の圧電デバイス。
- 前記基板が透明基板であり、該透明基板の材料が、チタン酸ストロンチウム(STO)、石英若しくはサファイアであり、前記下部電極層の材料が、インジウム錫酸化物である、請求項17に記載の圧電デバイス。
- 前記圧電材料層の材料が、ジルコン酸チタン酸鉛(PZT)若しくはSrBi 2 Ta 2 O 9 であり、前記上部電極層の材料が、SrRuO 3 (ルテニウム酸ストロンチウム)であり、前記絶縁層の材料が、チタン酸ストロンチウム(STO)、Al 2 O 3 若しくはSiO 2 であり、前記導電性材料層の材料が、酸化コバルトストロンチウムランタン(LSCO)である、請求項17に記載の圧電デバイス。
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