JP7473112B2 - 圧電体薄膜、圧電体薄膜の製造装置、圧電体薄膜の製造方法、および、疲労推定システム - Google Patents
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Description
本発明の実施の形態の圧電体薄膜は、AlNのAlサイトにMgとHfとを共ドープした(MgHf)xAl1-xNの薄膜から成り、xは0.3以上0.49以下である。
疲労推定システム20は、疲労により被測定物に生じたひずみを、圧電体薄膜10で検出することができるため、検出にかかる電力を抑制することができる。また、蓄電手段22に所定の電荷量が蓄電されたときにのみ電荷情報を送信するため、送信にかかる電力を抑制することができる。疲労推定システム20は、電荷情報を受信した受信時刻の回数により、被測定物に生じたひずみの累積量を把握することができ、被測定物の累積疲労を容易に推定することができる。また、これにより、構造物や部材の疲労蓄積による破壊を防ぐことができる。
2 基板
3 カンチレバー
4 レーザードップラー振動計
10 圧電体薄膜
20 疲労推定システム
21 センサ部
22 蓄電手段
23 送信手段
24 疲労推定手段
31 受信手段
32 解析制御部
33 記憶手段
Claims (7)
- AlNのAlサイトにMgとHfとを共ドープした(MgHf)xAl1-xNの薄膜から成り、xは0.3以上0.49以下であり、性能指数(FoM)が45GPa以上、圧電歪定数(d33)が18pm/V以上であることを特徴とする圧電体薄膜。
- xが0.45以上0.49以下であり、性能指数(FoM)が65GPa以上、圧電歪定数(d33)が23pm/V以上であることを特徴とする請求項1記載の圧電体薄膜。
- マグネトロンスパッタ法を利用して、AlNのAlサイトにMgとHfとを共ドープした圧電体薄膜を製造するための圧電体薄膜の製造装置であって、
AlNから成るターゲットと、
前記ターゲットの表面に配置されたMgから成る複数の第1の個片と、
前記ターゲットの表面に配置されたHfから成る複数の第2の個片とを有し、
前記ターゲットの表面積に対して、前記複数の第1の個片の1個当たりが占める平均表面積が、前記複数の第2の個片の1個当たりが占める平均表面積の0.9倍以上1.1倍以下であることを
特徴とする圧電体薄膜の製造装置。 - AlNから成るターゲットの表面に、Mgから成る複数の第1の個片と、Hfから成る複数の第2の個片とを、前記ターゲットの表面積に対して、前記複数の第1の個片の1個当たりが占める平均表面積が、前記複数の第2の個片の1個当たりが占める平均表面積の0.9倍以上1.1倍以下になるよう配置し、
マグネトロンスパッタ法により、基板上に、AlNのAlサイトにMgとHfとを共ドープした圧電体薄膜を成長させることを
特徴とする圧電体薄膜の製造方法。 - MgとHfとを合わせた原子数と、Alの原子数との比が、30:70乃至49:51になるよう、前記圧電体薄膜を成長させることを特徴とする請求項4記載の圧電体薄膜の製造方法。
- 被測定物の累積疲労を推定するための疲労推定システムであって、
請求項1または2記載の圧電体薄膜から成る圧電体を有し、疲労により被測定物に生じたひずみにより前記圧電体に力が加わり、前記圧電体に電荷が発生するよう設けられたセンサ部と、
前記センサ部の前記圧電体に発生した電荷を蓄電する蓄電手段と、
前記蓄電手段に所定の電荷量が蓄電される度に、前記電荷量に関する電荷情報を無線で送信する送信手段と、
前記送信手段からの前記電荷情報を受信する度に、その受信時刻を記録すると共に、記録した前記受信時刻の回数に基づいて、前記被測定物の累積疲労を推定可能に設けられた疲労推定手段とを、
有することを特徴とする疲労推定システム。 - 前記被測定物は、構造物または部材であることを特徴とする請求項6記載の疲労推定システム。
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