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公開番号2025107134
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-17
出願番号2024174342
出願日2024-10-03
発明の名称ドーピングされたPbTiO3ペロブスカイト単結晶シード、およびその製造方法
出願人コリアインスティテュートオブマテリアルズサイエンス
代理人弁理士法人太陽国際特許事務所
主分類C30B 29/32 20060101AFI20250710BHJP(結晶成長)
要約【課題】ドーピングされたPbTiO₃ペロブスカイト単結晶シード、およびその製造方法に対して開示する。
【解決手段】本発明に係るペロブスカイト単結晶シードは、Pb、Bi、およびTiを含み、(PbBi_x)TiO₃の組成を有するドーピングされたペロブスカイト単結晶シードである。(ただし、0.01≦x≦0.1である。)
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
Ｐｂ、Ｂｉ、およびＴｉを含み、
（ＰｂＢｉ
ｘ
）ＴｉＯ
３
の組成を有するドーピングされたペロブスカイト単結晶シード。（ただし、０．０１≦ｘ≦０．１である。）
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記シードは、直交座標系を構成する３つの軸方向に対する垂直する断面が矩形形状を有する、請求項１に記載のドーピングされたペロブスカイト単結晶シード。
【請求項３】
前記シードは、直交座標系を構成する３つの軸方向に対する垂直する断面が全部扁平な形状を有する、請求項１に記載のドーピングされたペロブスカイト単結晶シード。
【請求項４】
前記シードは、立方晶系（ｔｅｔｒａｇｏｎａｌ）結晶構造を有し、他の二次相（ｓｅｃｏｎｄａｒｙＰｈａｓｅ）を含まない、請求項１に記載のドーピングされたペロブスカイト単結晶シード。
【請求項５】
前記シードは、Ｍｇをさらに含み、
（ＰｂＢｉ
ｘ
Ｍｇ
ｙ
）ＴｉＯ
３
の組成を有する、請求項１に記載のドーピングされたペロブスカイト単結晶シード。（ただし、０．０１≦ｘ≦０．１で、０．００１≦ｙ≦０．０３である。）
【請求項６】
（ａ）１００ａｔ．％のＰｂ化合物、１～１０ａｔ．％のＢｉ化合物、および１００ａｔ．％のＴｉ化合物を含むドーピングされたＰｂＴｉＯ
３
ペロブスカイト単結晶シード用粉末を混合する段階；
（ｂ）前記単結晶シード用混合物を乾燥する段階；
（ｃ）前記乾燥された単結晶シード用混合物を焼成する段階；
（ｄ）前記焼成されてドーピングされたＰｂＴｉＯ
３
をミーリングする段階；
（ｅ）塩と焼成されてドーピングされたＰｂＴｉＯ
３
をるつぼに装入した後熱処理する段階；および
（ｆ）残留する塩を除去する段階；を含む、ドーピングされたペロブスカイト単結晶シードの製造方法。
【請求項７】
前記（ａ）段階で追加的にＭｇ化合物をさらに含み、
Ｐｂ化合物：Ｍｇ化合物の比は（１００）ａｔ．％：（０．１～３）ａｔ．％である、請求項６に記載のドーピングされたペロブスカイト単結晶シードの製造方法。
【請求項８】
前記（ｃ）段階で焼成工程は６００～９００℃の温度条件で０．５～５時間保持される、請求項６に記載のドーピングされたペロブスカイト単結晶シードの製造方法。
【請求項９】
前記（ｅ）段階において、熱処理工程は、８００～９００℃の温度条件で、０～１０時間保持される、請求項６に記載のドーピングされたペロブスカイト単結晶シードの製造方法。
【請求項１０】
前記（ｅ）段階において、前記塩はＫＦまたはＫＦとＫＣｌの混合物であり、
前記ペロブスカイト単結晶シード組成物と塩の全体１００重量％に対して、前記アルカリ系塩を３０～７０重量％で混合する、請求項６に記載のドーピングされたペロブスカイト単結晶シードの製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドーピングされたＰｂＴｉＯ
３
ペロブスカイト単結晶シード、およびその製造方法に関する。
続きを表示（約 950 文字）【背景技術】
【０００２】
圧電素子は機械的エネルギーを電気的エネルギーに変換したりまたはこれとは反対に電気的エネルギーを圧電素子に加えて機械的エネルギーに変換させることができる素子である。
【０００３】
圧電素子は、優れた圧電特性により、変圧器、アクチュエータ、トランスデューサ、センサ、共振器、フィルタなどの機能素子（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｄｅｖｉｃｅ）の用途として広く応用されている。
【０００４】
特に、最近には、透明圧電素子に関する要求が増加している。
【０００５】
透明圧電素子は、透明センサ、透明ＲＦＩＤタグ、透明セキュリティ電子機器などのような情報認識用部品と透明デジタル／アナログＩＣなどの情報処理部品、スマートウィンドウ、透明情報表示器などの情報表示用部品に応用可能な未来型ＩＴ素子である。
【０００６】
圧電素子としては、一般的にペロブスカイト構造が最も広く用いられている。
【０００７】
特に、鉛を主成分とするＰｂＺｒＯ
３
（ＰＺ）とＰｂＴｉＯ
３
（ＰＴ）の固溶体であるＰｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ
３
（ＰＺＴ）系列の組成は、高い誘電率と低い誘電損失の特性により誘電体および圧電体素材として最も広く用いられている。
【０００８】
ところが、最近、圧電素子で要求する圧電特性がますます高くなるにつれて、ＰＺＴ系列の一般圧電セラミックス素材を改善して圧電特性を高める研究が多様に行われている。
【０００９】
前記研究のうち、最も有望な方法の一つであるＴＧＧ（ＴｅｍｐｌａｔｅｄＧｒａｉｎＧｒｏｗｔｈ）方式は、図１で示したように、高配向性を有するテンプレート（ｔｅｍｐｌａｔｅ）形態のシードを活用して、多結晶粉末が配向性を有するように成長させる方法である。
【００１０】
前記ＴＧＧ方式における配向成長によって製造された多結晶セラミックスの圧電特性は、無配向多結晶圧電セラミックスの圧電特性に比べて配向成長によって大きく増加することが知られている。
（【００１１】以降は省略されています）

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