[发明专利]压电体薄膜及其制造方法、喷墨头、使用喷墨头形成图像的方法、角速度传感器、使用角速度传感器测定角速度的方法、压电发电元件以及使用了压电发电元件的发电方法

说明书

技术领域

本发明涉及具备压电体层的压电体薄膜及其制造方法。特别是，本发明涉及具备该压电体薄膜的喷墨头和使用该喷墨头形成图像的方法、具备该压电体薄膜的角速度传感器和使用该传感器测定角速度的方法以及具备该压电体薄膜的压电发电元件和使用了该元件的发电方法。

背景技术

锆钛酸铅(PZT：Pb(Zr_yTi_1-y)O₃，0＜y＜1)是能够存储大量电荷的代表性的强介电材料，正在电容器以及薄膜存储器中使用。PZT有基于强介电性的热电性以及压电性。PZT有高的压电特性，而且，通过组成的调整或者元素的添加，能够容易地控制其机械的品质系数Qm。由于这一点，能够把PZT应用到传感器、调节器、超声波电机、微波电路以及振荡元件中。

但是，PZT包含大量的铅。近年来，正在担心铅从废弃物溶出对生态系统以及环境带来严重的破坏。从而，国际上也正在进行铅使用的限制。从而，要求与PZT不同的不含铅的强介电材料。

作为当前正在开发的不含铅的强介电材料之一，例示由铋(Bi)、钠(Na)、钡(Ba)以及钛(Ti)构成的钙钛矿型复合氧化物[(Bi_0.5Na_0.5)_1-zBa_z]TiO₃。专利文献1以及非专利文献1公开了在钡量z(＝[Ba/(Bi+Na+Ba)])是5～10％的情况下，该强介电材料有125pC/N左右的压电常数d₃₃，有高的压电特性。但是，该强介电材料有比PZT的压电性能低的压电性能。

专利文献2以及非专利文献2公开了沿着特定的方向取向的(Bi，Na，Ba)TiO₃膜。通过根据取向，使(Bi，Na，Ba)TiO₃膜的极化轴一致，期待提高该膜具有的剩余极化、压电性能那样的强介电特性。

虽然与(Bi，Na，Ba)TiO₃膜无关，但是专利文献3公开了通过使用在表面上形成了缓冲层的基板，能够控制Bi₄Ti₃O₁₂强介电体膜的取向(特别是段落0020)。该公报还公开了该缓冲层最好包括构成在其上面形成的强介电体膜的元素的全部或者一部分。

专利文献

[专利文献1]日本特公平4-60073号公报

[专利文献2]日本特开2007-266346号公报

[专利文献3]日本特开平10-182291号公报

非专利文献

[非专利文献1]T.Takenaka et al.，Japanese Journal of Applied Physics，Vol.30，No.9B，(1991)，pp.2236-2239

[非专利文献2]H.W.Cheng et al.，Applied Physics Letters，Vol.85，(2004)，pp.2319-2321

发明内容

发明要解决的课题

本发明的目的在于提供包括不含铅(即非铅的)强介电材料，具有与PZT同等的高压电性能的压电体薄膜及其制造方法。

本发明的其它目的在于提供具备该非铅压电体薄膜的喷墨头、角速度传感器以及压电发电元件。本发明的另一个其它目的在于提供使用该喷墨头形成图像的方法、使用该角速度传感器测定角速度的方法以及使用了该压电发电元件的发电方法。

用于解决课题的方法

本发明者们发现了与基底层的结晶状态无关，形成在该基底层上的LaNiO₃膜有(001)取向，以及

通过在该LaNiO₃膜上形成由特定的化合物构成的界面层，进而，在该界面层上作为压电体层形成(Bi，Na，Ba)TiO₃膜，可以得到有高结晶性、高(001)取向性、高压电性能的(Bi，Na，Ba)TiO₃膜。

本发明者们根据这样的认识完成了本发明。