ニオブ酸カリウム単分域単結晶の全圧電特性

抄録

シングルドメイン構造のKNbO₃強誘電体単結晶の圧電特性について検討した。結晶の切断、研磨により、結晶表面付近に歪み層が導入されることから、この歪み層を化学エッチングにより除去することで、機械品質係数が大きく向上することを確認した。また、この結晶のドメイン構造をシングルドメインにするため2段分極を行ったところ、機械品質係数(Q_m)は更に向上し、電気機械結合係数も向上した。最終的に、矩形板状振動子の長辺方向伸び振動であるk₃₂モードにおける圧電定数を得た。電気機械結合係数(k₃₂)は40%、圧電定数(d₃₂)は18.5pC/N、誘電率(ε₃₃)は48、そしてQ_mは7,600以上の値を示した。このことはKNbO₃が48という低誘電率を持ちながら、40%というk₃₂モードとしては高い電気機械結合係数を持った材料であることを示す。更にこれ以外の振動モードである滑り振動モードや厚み縦振動モードについても測定を行った。