金属材料研究所吉川研究室　圧電結晶

研究内容

結晶育成技術

研究テーマ

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圧電結晶

圧電結晶とは

　圧電結晶は、歪みを与えると電気的な応答を示し、逆に、電圧を加えると歪みが生じる性質を持つ材料です。この性質を利用して、電気的な交流信号と機械的な波動（弾性波）を相互に変換する素子（弾性波デバイス）を作ることができます。現在では、圧電結晶はあらゆる電子機器に搭載されているクロック信号を発生させるための振動子や、携帯電話やスマートフォンなどに搭載されている周波数フィルタなどの弾性波デバイスとして広く利用されています。

ランガサイト型単結晶の開発

　当研究室では、より高性能な弾性波デバイスの具現化に向けて、新しい圧電材料の探索から超音波顕微鏡を用いた材料評価、デバイス開発までを幅広く行なっています。最近では、IoT（モノのインターネット）社会の実現に向けて、あらゆるモノや場所に各種センサーを組み込んでいくための新しいデバイス技術が求められています。従来材料では対応できないような、小型で省電力、高速起動が可能なランガサイト型単結晶を用いた振動子の開発や、圧電特性を利用して振動エネルギーから発電する材料・デバイスの開発も研究テーマになります。その一例として、Ca₃Ta(Ga, Al)₃Si₂O₁₄（図１）という新規ランガサイト型単結晶を開発し、 2インチ径バルク単結晶の育成やその単結晶素子を用いた振動子の設計・製作に成功しています。