是物理电气X射线衍射装置（ATX-G)。X射线 源是CuKa射线（多层镜使用、平行束类：发散角〇.〇5° )。在输出中，管电压为50kV，管 电流为 300mA。狭缝类型为ImmwX10mmh-Ge220 - 2 晶体-〇? 02mmwX5mmh- (SPL) -〇.lmmw X5mmh-〇. 2mmw〇
[0043] 得到本X射线衍射的测量结果的方法是0/2 0法。在0/2 0法中，扫描方式是 2 0/?连续扫描。测量范围为98°以上102°以下。测量间距为0.005°。扫描速度为 0. 25° /min。测量对象的衍射线是与密勒指数（400)相关的衍射线。在X射线衍射的测量 结果中，X射线强度的确定方法为半高宽平均法。
[0044] 如图1所示，随着衍射角的增加而X射线强度降低。本实施方式中的X射线衍射 的测量结果在密勒指数（400)的峰附近（98°以上102°以下的衍射角的范围）。
[0045] 图2是用于说明密勒指数（400)的说明图。图2中的a、b、c分别是与成为测量 对象的晶体的单位晶格相关的轴。在图2中，（400)是通过a轴中的点a/4,并且与b轴和 c轴平行的面。本实施方式中的X射线衍射的测量结果是与被（400)面衍射的X射线强度 相关的结果。
[0046] 以下，参照附图，说明实施方式所涉及的压电振子的制造方法、压电振子、超声波 探头、超声波探头的制造方法。
[0047] 本实施方式所涉及的压电振子通过以下的方法制作。
[0048] 图3是表示制造本实施方式所涉及的压电振子的步骤的流程的流程图。为了制 作具有铌镁酸铅（Pb(Mg1/3Nb2/3)03(以下，称为PMN)、铌锌酸铅（Pb(Zn1/3Nb2/3)03(以下，称为 PZN)、铟铌酸铅（Pb(In1/2Nb1/2)03(以下，称为PIN)、钛酸铅PbTiJ以下，称为PT)的压电单 晶，按照规定的比率调和多种原料。作为原料，使用99. 9%以上的Pb304、MgO、Nb205、ZnO、In203、Ti02。对这些原料进行称重。称重后的多种原料使用球磨、球状氧化锆以及蒸留水， 在湿式状态下混合。将混合后的多种原料（以下，称为混合原料）干燥。对干燥后的混合 原料在850°C以上950°C以下执行数次焙烧。通过该焙烧，制作原料粉末。<br>[0049] 对该制作的原料粉末按照原料粉末的5%以上10%以下添加聚乙烯醇（PVA)等水 溶性粘合剂（粘结剂）。添加有粘结剂的原料粉末使用压床成型为规定的形状。在成型后， 以500°C执行脱脂工序数小时。执行了脱脂工序的混合原料在1100°C以上1300°C以下焙烧 数小时。以下，将焙烧后的混合原料称为陶瓷。
[0050] 陶瓷具有25mm以上50mm以下的直径，被投入到100mm以上200mm以下的铂坩埚 中。另外，有时为了降低陶瓷的熔点而追加少量的氧化铅或氧化硼。在铂坩埚的下部，配置 相同成分的[100]板、或[110]板的晶种（Seed)的单晶。单晶的晶种的[100]板、或[110] 板的长度为20mm以上70mm以下。投入了陶瓷以及晶种等的铂坩埚的上部通过焊接来封 装。被封装的铂坩埚将铂坩埚内的温度以ll〇〇°C以上1400°C以下保持5小时以上15小时 以下。由此，铂坩埚内的陶瓷熔化。此时，为了使配置在铂坩埚的下部的晶种不熔化，从铂 坩埚的下部到上部设置20°C/cm以上60°C/cm以下的温度梯度。
[0051] 之后，为了生长长的单晶，铂坩埚内的温度梯度被降低到0.2mm/小时以上0.6mm/ 小时以下。合计执行晶体的生长10日以上30日以下。由此制作压电单晶的铸锭。
[0052]S卩，被制作的压电单晶的铸锭至少包含钛酸铅（PbTi03)和弛豫型铅复合钙钛矿化 合物（Pb(Bl、B2)03) :(B1为镁、铟中的至少一个，B2为铌）。在上述压电单晶的铸锭的制造 法中，存在恪盐法、融化布里奇曼法、TSSG法（TopSeededSolutionGroth)、水平溶解布里 奇曼法、CZ法（提拉法）等。在本实施方式中，并不限定于上述压电单晶的铸锭的制造法。 通过上述的任一方法，制作压电单晶（步骤Sal)。
[0053] 铅复合钙钛矿化合物在80°C以上150°C以下的范围中具有从菱形晶系 (Rhombohedral)向正方晶系（Tetragonal)的相变温度（以下，称为Trt)、从菱形晶系向 单斜晶系（Monoclinic)的相变温度（以下，称为Trm)、从单斜晶系向正方晶系的相变温度 (以下，称为Tmt)。当相变温度不足80°C时，如后述那样，介电常数、耦合系数等电学特性的 温度依存性变得显著。另外，当相变温度超过150°C时，如后述那样，在室温下不能得到所希 望的介电常数。因此，希望相变温度的温度范围为80°C以上150°C以下。
[0054] 具体而言，铅复合钙钛矿化合物具有67mol%以上74mol%以下的铌镁酸铅或铟 铌酸铅和26mol%以上33mol%以下的钛酸铅。当钛酸铅相对于铅复合钙钛矿化合物的比 例不足26mol%时，导致不能得到高的介电常数以及耦合系数。另外，如果钛酸铅相对于铅 复合钙钛矿化合物的比例超过33mol%，则相变温度（Trt、Trm、Tmt)成为80°C以下，特别 地，在从室温到80°C，介电常数以及耦合系数的温度依存特性变得显著。因此，为了维持高 的介电常数和耦合系数，并且在从室温到80°C下使上述温度依存特性降低，需要使铅复合 钙钛矿化合物中的钛酸铅的比例为26mol%以上33mol%以下。
[0055] 另外，铅复合钙钛矿化合物也可以不具有铟铌酸铅、铌镁酸铅以及钛酸铅。即，铅 复合I丐钛矿化合物具有15mol%以上50mol%以下的铟银酸铅、24mol%以上59mol%以下 的银镁酸铅、以及26mol%以上33mol%以下的钛酸铅，这些的合计为lOOrnol%。即，当设 Pb[{(Mg1/3Nb2/3)y(In1/2Nb1/2)z}Tix]03时，x= 0.26 以上 0.33 以下，y= 0.24 以上 0.59 以 下，z= 0. 15以上0. 50以下，并且x+y= 0. 67以上0. 74以下，且x+y+z= 1。
[0056] 当钛酸铅相对于铅复合妈钛矿化合物的比例不足26mol%时，不能得到所需的介 电常数。另外，如果钛酸铅相对于铅复合钙钛矿化合物的比例超过33mol%，则在从室温到 70°C的温度范围中，介电常数以及耦合系数的温度依存特性变得显著。即，在从室温到70°C 的温度范围中，铅复合钙钛矿化合物的电学特性变得不稳定。
[0057] 另外，当铌镁酸铅相对于铅复合钙钛矿化合物的比例不足24mol%时，不能够得到 所需的介电常数。另外，如果钛酸铅相对于铅复合钙钛矿化合物的比例超过74mol%，则在 从室温到70°C的温度范围中，介电常数以及耦合系数的温度依存特性变得显著。即，在从室 温到70°C的温度范围中，铅复合钙钛矿化合物的电学特性变得不稳定。另外，如果铟铌酸铅 相对于铅复合钙钛矿化合物的比例超过50mol%，则难以制作铅复合钙钛矿化合物的单晶， 以及有时不能够得到由具有高均匀性的3种成分（铟铌酸铅、铌镁酸铅、钛酸铅）构成的铅 复合钙钛矿化合物的单晶。
[0058] 因此，为了维持高的介电常数和耦合系数并且在从室温到70°C中降低上述温度 依存特性，铅复合钙钛矿化合物具有Omol%以上50mol%以下的铟铌酸铅、24mol%以上 74mol%以下的铌镁酸铅、以及26mol%以上33mol%以下的钛酸铅，通过设铟铌酸铅与铌 镁酸铅的和为67mol%以上74mol%以下，从而设这些的合计为100mol%〇
[0059] 压电单晶还可以包含15mol%以下的锆酸铅。此时，压电单晶的成分如以下那 样。即，具有〇mol%以上15mol%以下的锆酸铅以及Omol%以上50mol%以下的铟铌酸铅、 24mol%以上74mol%以下的银镁酸铅、以及26mol%以上33mol%以下的钛酸铅，这些的合 计为lOOrnol%。即，当设错酸铅为vmol%，铟银酸铅为zmol%，银镁酸铅为ymol%，钛酸铅 为xmol%时，v= 0以上0. 15以下，x= 0. 26以上0. 33以下，y= 0. 24以上0. 74以下，z =0以上〇? 5以下，且v+y+z= 0? 67以上0? 74以下，并且v+x+y+z= 1。
[0060] 作为晶体的方位，在超声波探头中主要使用全部面为[100]的压电单晶。另外，也 可以对这些压电单晶微量地添加氧化锰等。
[0061] 由于设超声波探头的驱动中心频率为2MHz以上10MHz以下，因此在医用超声波 诊断装置以及超声波图像检查装置中使用的超声波探头的压电振子例如设〇.〇5mm以上 0.5mm以下的厚度。即，电极彼此的距离为0.05mm以上0.5mm。换而言之，与一对电极的压 电振子对置的面彼此的间隔为〇. 〇5mm以上0. 5mm。
[0062] 从通过上述的方法制作的单晶铸锭的中央部附近，使用具有0? 1mm以上0? 5mm以 下的厚度的金刚石叶片或线锯机，制作厚度为〇. 1_以上〇. 7_以下的多个晶片（以下，称 为单晶片）。单晶片的所有的面为晶体取向[100]。接着，通过研磨或抛光，制作厚度例如 为0? 05mm以上0? 5mm以下，制作电极的面的晶体取向成为[100]的晶体板（单晶片）（步 骤Sa2)。
[0063] 之后，作为电极，烘烤型的银或金、通过溅射法或镀层法制作的金、铂、或镍等例如 在单晶片的前面以及背面以l〇〇nm以上5000nm以下左右的厚度形成（步骤Sa3)。以下，将 设置于单晶片的前面的电极称为前面电极，将设置于单晶片的背面的电极称为背面电极。 另外，当通过溅射法、蒸镀法、或镀层法来添加电极时，为了提高与单晶片的粘附性，作为基 电极优选赋予l〇nm以上100nm左右的铬（Cr)、镍（Ni)、钛（Ti)、钯（Pd)等。以下，将设置 有电极的单晶片称为压电振子。
[0064] 对该未极化的压电振子实施下一交流极化工序（步骤Sa4)。
[0065] 交流极化工序（步骤Sa4)中的极化电场例如是频率为0. 1Hz以上1000Hz以下的 没有偏移的（最大电压的绝对值和最小电压的绝对值相等）正弦波、或三角波的交流电场。 频率不足〇. 1Hz的频率是在后述的本发明中特征的效果小的频率。即，在不足0. 1Hz的频 率的交流极化中，介电常数以及压电常数的增加率为10%以下。另外，超过1000Hz的频率 相对于单晶片易于发生细微的裂缝、以及由于发热而造成的绝缘破坏。其结果，易于损坏单 晶片。因此，需要交流电场的频率为0. 1Hz以上1000Hz以下的范围。该交流电场中的峰到 峰（peak-to-peak:以下，称为pp)的电场例如是压电振子的矫顽电场Ec的2倍以上6倍 以下的电场。在矫顽电场的2倍以下的pp的电场中，在交流极化中，介电常数以及压电常 数的增加率为10%以下。另外，在超过矫顽电场的6倍的pp的电场中，相对于单晶片，易于 发生细微的裂缝、以及发热导致的绝缘破坏。其结果，易于破坏单晶片。因此，交流极化中 的PP的电场为矫顽电场的2倍以上6倍以下的范围。
[0066] 即，pp的电场是0? 5kV/mm以上3.6kV/mm以下。当pp的电场不足0? 5kV/mm时，在 后述的本发明中难以得到特征的形状特性以及效果。另外，当PP的电场超过3.6kV/mm时， 使单晶片发热，其结果，易于损坏单晶片。
[0067] 因此，优选交流电场中的pp的电场为0. 8kV/mm以上2kV/mm以下的范围。交流电 场设以0kV/mm开始，经过1波长（1周期）以0kV/mm结束的过程为1周期。交流极化工序 (步骤Sa4)是相对于单晶片的厚度方向，经由所制作的电极（前面电极和背面电极）涵盖 2周期以上1000周...