在该驱动温度 范围内不发生连续相变。另一方面，认为不是压电性能独立于温度而是在某特定温度下压 电性能的提高重要的情况下，可将连续相变设定在器件的驱动温度范围内。由于高通用性， 因此具有可根据器件的说明书调节的连续相变温度的材料优异。
[0050] 根据本发明方面的压电材料中，通过用Li将小于15%的Na置换，使居里温度增 力口。通式⑴中，如果表示Na位点处的Li的丰度的z为15%以上，使压电性降低。同时， 根据本发明方面的压电材料含有Li和Cu两者，因此相对密度优异，由于能够减少位点缺 陷，因此与只含有Li和Cu中的一种的金属氧化物相比，电阻率、机电耦合系数、机械品质因 数和压电常数优异。
[0051] 根据本发明方面的压电材料含有0.04摩尔％ -2摩尔％的Cu,相对于1摩尔的由 上述通式（1)表示的金属氧化物。根据本发明方面的压电材料的Cu含量在0.04摩尔％-2 摩尔％的范围内的情况下，使电阻率、机电耦合系数、机械品质因数、杨氏模量和相对密度 增加，并且使烧结温度降低。
[0052] 烧结温度是指得到具有90%以上的相对密度的烧结体所需的最低烧成温度。在许 多情况下，将烧结温度设定在比煅烧温度高200°C的温度。
[0053] 根据本发明方面的压电材料中，用作给体的Cu占据一部分Na或Li位点（以下称 为Na/Li位点），以致使自发极化的钉扎（pinning)减小。将相同的A位点中的Ba位点占 据的情况下，认为无法获得效果，因为Cu和Ba同为二价。
[0054] 铜并不只占据Na/Li位点。如果假设Cu继续只占据Na/Li位点，超过一定量时， 由于Cu为给体，因此电阻率可能减小。但是，根据本发明方面的压电材料中，Cu占据Na/Li 位点直至达到最佳值，然后，Cu在晶界处出现。结果，获得了作为给体的Cu占据Na/Li位 点的一部分的效果和CuO或含有Cu的氧化物在晶界处出现的效果这两者。
[0055] Cu占据Na/Li位点的情况下，可预期下述效果中的至少一个。
[0056] (1)电阻率增加
[0057] (2)在非共振过程中和共振过程中阻抗的相位差增加
[0058] (3)通过极化-电场滞后曲线测定评价的剩余极化值增加或者矫顽电场减小
[0059] (4)机电耦合系数增加
[0060] (5)机械品质因数减小
[0061] (6)杨氏模量减小
[0062] (7)介电损耗正切（tan δ )减小
[0063] Cu存在于晶界处的情况下，可预期下述效果中的至少一个。
[0064] (1)密度增加
[0065] (2)晶粒之间的孔隙减少
[0066] (3)杨氏模量增加
[0067] (4)机械品质因数增加
[0068] 根据Cu存在的位置，这些效果以叠加的方式出现。
[0069] 添加的Cu的一部分可部分地占据B位点（Nb和Ti位点）。但是，Cu能够主要存在 于A位点或晶界处。作为受体的Cu部分地占据B位点的情况下，在晶胞中产生氧缺陷以保 持电荷平衡。B位点处的铜和氧缺陷形成缺陷偶极并且在压电陶瓷中产生内部电场。在极 化处理前进行其中产生内部电场的样品的极化-电场滞后回线测定时，由于自发极化与内 部电场之间的相互作用，观察到螺旋桨型双滞后回线，如对于反铁电体所观察到那样。艮P， 宏观剩余极化值变得显著地小。难以将这样的材料用于要求具有用于存储和读取信息的大 剩余极化值的铁电存储器。对其中产生内部电场的样品进行极化处理时，使内部电场的方 向沿一个方向取向。结果，进行已进行了极化处理的样品的极化-电场滞后回线测定时，使 滞后曲线在X轴（电场轴）方向上迁移。如果大量受体元素占据B位点并且迁移量变得大 于矫顽电场，则非电场状态下的极化状态变为一个，由此不能作为铁电存储器利用。因此， 尽管Cu能够主要存在于A位点、晶界或者这两者，但Cu的一部分可部分地占据B位点。
[0070] 可用电子显微镜观察Cu存在的位置或者可基于上述效果来估计Cu存在的位置。 也可基于下述测定来辨别存在的位置。
[0071] Cu占据Na/Li位点的情况下，Cu离子小于Na离子和Li离子，以致晶胞的体积减 小。Cu占据B位点的情况下，Cu离子大于Nb离子和Ti离子，以致晶胞的体积增大。可通 过X-射线衍射来评价晶胞的体积。例如，Cu接连占据A位点和B位点的情况下，晶格体积 一度减小，然后增大。
[0072] 也可通过能量分散型X-射线光谱法、波长分散型X-射线光谱法、Raman散射和透 射电子显微镜来评价样品中Cu的分布和晶体中占据位点。
[0073] 如果含有大于2摩尔％的Cu,相对于1摩尔的上述金属氧化物，可能产生杂质相并 且可能使压电性降低。如果Cu小于0. 04摩尔％，相对于1摩尔的上述金属氧化物，Cu占 据Na/Li位点或者沉积在晶界的含Cu氧化物的量可能不足，无法获得Cu的添加效果。
[0074] 上述通式（1)中，根据本发明方面的压电材料能够满足x〈y。如果Ba相对于Ti不 足，不利地促进不规则晶粒生长。同时，认为如果Ba位点被Cu占据，由于两者具有相同的 价数，因此无法获得上述的效果。如果X小于y，作为给体的Cu进入到晶格中并且容易地发 挥本发明的效果。因此，X能够小于y。能够以X变得小于y的方式调节起始原料的组成。 如果X大于或等于y，使样品的绝缘性显著地降低。
[0075] 为了有助于根据本发明方面的压电材料的制备或者调节根据本发明方面的压电 材料的性能，可用二价金属元素例如Sr或Ca置换Ba的一部分。同样地，在不超过20摩 尔％的范围内，可用五价金属元素例如Ta或V置换Nb的一部分。通过用V置换Nb的一部 分，从而使压电材料的烧成温度降低。通过用Ta置换Nb的一部分，从而使压电材料的连续 相变温度降低。同样地，在不超过20摩尔％的范围内，可用四价金属元素例如Sn或Zr置 换Ti的一部分。通过用Sn置换Ti的一部分，从而使压电材料的连续相变温度降低。通过 用Zr置换Ti的一部分，从而使压电材料的压电常数增大。同时，可添加大于O摩尔％且5 摩尔％以下的Ni,相对于1摩尔％的根据本发明方面的压电材料。Ni的添加可使压电材料 的压电常数和电阻率增大并且使烧成温度降低。
[0076] 根据本发明方面的压电材料为烧结体的形状的情况下，必须在烧成前制备压实体 (compact)。上述的压实体是通过将原料粉末成型而制备的固体材料。原料粉末能够具有 较高的纯度。成型方法的实例可包括单轴加压加工、冷静水压加工、温静水压加工、浇铸和 挤出。压实体的制备中，能够使用造粒的粉末。通过使用造粒的粉末，压实体的烧结具有下 述优点：烧结体的晶粒的大小的分布容易变得均匀。
[0077] 对将压电材料的原料粉末造粒的方法并无特别限制。从确保造粒的粉末的均匀颗 粒直径的观点出发，最适合的造粒法是喷雾干燥法。
[0078] 造粒中可使用的粘结剂的实例包括聚乙烯醇（PVA)、聚乙烯醇缩丁醛（PVB)和丙 烯酸系树脂。粘结剂的添加量优选为1重量份-10重量份，相对于上述的压电材料的原料 粉末，从增加压实体密度的观点出发，更优选为2重量份-5重量份。
[0079] 对烧结上述压实体的方法并无特别限制。
[0080] 烧结方法的实例包括使用电炉的烧结、使用气炉的烧结、欧姆加热法、微波烧结 法、毫米波烧结法和热等静压（HIP)。使用电炉或气炉的烧结可以是连续型或间歇型。
[0081] 对上述烧结方法中的烧结温度并无特别限制，但能够为使各个化合物反应并且晶 体生长充分地发生的温度。从将颗粒直径规定在1 μ m-io μ m的范围内的观点出发，烧结温 度优选为1，050°C -1，300°C，更优选为1，100°C -1，200°C。在上述温度范围内烧结的压电 材料显示良好的压电性能。为了以高度的再现性使已通过烧结处理制备的压电材料的特性 稳定，烧结处理能够进行2小时-48小时，同时在上述范围内将烧结温度规定为恒定。可采 用两步烧结法或其他烧结法，尽管考虑生产率能够采用其中没有剧烈的温度变化的方法。 [0082] 将通过烧结处理得到的压电材料研磨，然后，能够在高于或等于居里温度的温度 下进行热处理。在进行了机械研磨的压电材料的内部产生残留应力。但是，通过居里温度 以上的热处理，使残留应力松弛并且进一步改善压电材料的压电特性。对热处理时间并无 特别限制并且优选为1小时以上。
[0083] 根据本发明方面的压电材料的晶粒大小大于IOOym的情况下，切割和研磨中强 度可能低。同时，如果晶粒大小小于0.3 μ m，使压电性降低。因此，晶粒大小范围优选为 0· 3 μ m-100 μ m，基于平均晶粒大小，更优选为3 μ m-30 μ m。
[0084] 本发明方面中的术语"晶粒大小"是指在显微镜观察法中通常称为的"投影面积当 量圆直径"并且是指具有与晶粒的投影面积相同的面积的真圆的直径。本发明的方面中，对 测定晶粒大小的方法并无特别限制。例如，可通过对用偏光显微镜或扫描电子显微镜拍摄 压电材料的表面而得到的照片进行图像处理来确定晶粒大小。取决于目标的晶粒大小，最 佳的放大倍数不同，因此可将光学显微镜和电子显微镜切换。可由研磨表面或横截面的图 像而不是材料的表面的图像确定当量圆直径。
[0085] 根据本发明方面的压电材料用作基材上设置的膜的情况下，希望上述压电材料的 厚度为200ηπι-1〇μπι，更优选为300ηπι-3μπι。这是因为，通过将压电材料的膜厚度规定为 200nm-10 μ m，从而获得对于压电元件足够的机电转换功能。
[0086] 对形成上述膜的方法并无特别限制。实例包括化学溶液沉积法（CSD法）、溶胶-凝 胶法、金属有机化学气相沉积法（M0CVD法）、溅射法、脉冲激光沉积法（PLD法）、水热合成 法和气溶胶沉积法（AD法）。这些中，能够尤其采用化学溶液沉积法或溅射法作为层叠方 法。化学溶液沉积法或溅射法可容易地实现大的膜形成面积。用于根据本发明方面的压电 材料的基材能够为沿（001)面或（110)面切割和研磨的单晶基材。使用沿特定的晶面切割 和研磨的单晶基材的情况下，使在基材表面上设置的压电材料膜强烈地在相同的方向上取 向。
[0087] 接下来，对使用根据本发明方面的压电材料的压电元件进行说明。
[0088] 图1是表示根据本发明的实施方案的压电元件的构成的示意图。根据本发明方面 的压电元件是至少包括第一电极1、压电材料部2和第二电极3的压电元件，其中构成上述 压电材料部2的压电材料是根据本发明方面的压电材料。
[0089] 可通过制成至少包括第一电极和第二电极的压电元件来评价根据本发明方面的 压电材料的压电特性。上述的第一电极和第二电极由具有约5nm-2, OOOnm的厚度的导电层 形成。对于其材料并无特别限制并且可以是通常用于压电元件的材料。实例可包括金属， 例如 Ti、Pt、Ta、Ir、Sr、In、Sn、Au、Al、Fe、Cr、Ni、Pd、Ag 和 Cu,以及其化合物。
[0090] 上述的第一电极和第二电极可由其一种制成或者通过将其至少两种层叠而制成。 第一电极和第二电极可由彼此不同的材料制成。