本发明涉及压电薄膜层叠体、压电薄膜基板、压电薄膜元件、压电致动器、压电传感器、磁头组件、磁头悬臂组件、硬盘驱动器、印刷头、以及喷墨印刷装置。
背景技术：
近年来，取代块体压电材料(bulk piezoelectric material)而发展使用了压电薄膜的压电薄膜元件的实用化。在利用了正压电效应的压电传感器中，被施加于压电薄膜上的力被转换成电压。压电传感器例如是陀螺传感器(gyro sensor)、压力传感器、脉冲波传感器、震动传感器、麦克风等。另外，在利用了逆压电效应的压电致动器中，如果将电压施加于压电薄膜的话，则压电薄膜发生变形。压电致动器例如是硬盘驱动磁头组件(hard disk drive head assembly)、喷墨印刷头、扬声器、蜂鸣器、谐振器(resonator)等。
通过压电材料的薄膜化，压电薄膜元件的小型化成为可能，能够应用压电薄膜元件的领域扩大。另外，由压电材料的薄膜化，从而能够将多个压电薄膜元件一统制作于基板上，因此量产性增加。再有，由压电材料的薄膜化从而压电传感器的灵敏度等的性能提高。
压电薄膜的形成方法是溅射法、化学气相沉积(CVD)法等。然而，在压电薄膜的成膜过程中会在压电薄膜上发生缺陷。另外，通过压电薄膜与异种材料的接合界面上的各种各样的要因而也会有在压电薄膜上产生缺陷的情况。由于这些缺陷，压电薄膜的结晶状态被损坏，并且会有在压电薄膜上产生电阻低的部分的情况。
一直以来，作为压电薄膜一直使用了锆钛酸铅[PZT：Pb(Zr,Ti)O3]。然而，近年来，出于对环境的考虑，要求使用不含铅的材料。在日本特开2009-130182号公报中，作为不含有铅的压电材料公开了将铌酸钾钠[KNN:(K,Na)NbO3]作为主成分的材料。
现有专利文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-130182号公报
技术实现要素：
发明想要解决的技术问题
在日本特开2009-130182号公报中公开了通过压电薄膜元件在压电薄膜与上部电极层之间具备电流阻挡层从而能够确保电极之间的电阻值，并且能够减少压电薄膜元件中的漏电流。
然而，就在日本特开2009-130182号公报中所记载的电压薄膜元件而言，电阻值被确保，但是被施加于压电薄膜的有效电压降低，并且会有不能够获得充分的压电特性的情况。另外，在经长时间连续驱动现有的压电薄膜元件的情况下，压电薄膜元件的压电常数容易降低。
本发明是鉴于上述的技术问题而完成的，其目的在于提供一种电阻率高并且即使连续驱动下压电常数也难以降低的压电薄膜层叠体、压电薄膜基板、压电薄膜元件、以及使用了压电薄膜元件的压电致动器、压电传感器、磁头组件、磁头悬臂组件、硬盘驱动器、印刷头、以及喷墨印刷装置。
解决技术问题的手段
本发明的一个方面所涉及的压电薄膜层叠体具备：第一电极层、层叠于第一电极层上的第一氧化物层、层叠于第一氧化物层上的第二氧化物层和层叠于第二氧化物层上的压电薄膜，第一氧化物层的电阻率高于第二氧化物层的电阻率，第一氧化物层含有K、Na以及Nb，压电薄膜含有(K,Na)NbO3。
本发明所涉及的上述压电薄膜层叠体的电阻率可以是1.0×1011～1.0×1014Ωcm。
在本发明的一个方面所涉及的上述压电薄膜层叠体中，第一氧化物层厚度T1相对于压电薄膜厚度Tp的比例T1/Tp可以是0.0010～0.0150。
本发明的一个方面所涉及的压电薄膜基板包含上述压电薄膜层叠体、基板，第一电极层位于基板与第一氧化物层之间。
本发明的一个方面所涉及的压电薄膜元件包含上述压电薄膜层叠体河第二电极层，第一氧化物层和第二氧化物层以及压电薄膜位于第一电极层与第二电极层之间。
本发明的一个方面所涉及的压电致动器具备上述压电薄膜元件。
本发明的一个方面所涉及的压电传感器具备上述压电薄膜元件。
本发明的一个方面所涉及的磁头组件(head assembly)具备上述压电致动器。
本发明的一个方面所涉及的磁头悬臂组件(head stack assembly)具备上述磁头组件。
本发明的一个方面所涉及的硬盘驱动器具备上述磁头悬臂组件。
本发明的一个方面所涉及的印刷头具备上述压电致动器。
本发明的一个方面所涉及的喷墨印刷装置具备上述印刷头。
发明的效果
根据本发明，可以提供一种电阻率高并且即使经连续驱动压电常数也难以降低的压电薄膜层叠体、压电薄膜基板、压电薄膜元件、使用了压电薄膜元件的压电致动器、压电传感器、磁头组件、磁头悬臂组件、硬盘驱动器、印刷头以及喷墨印刷装置。
附图说明
图1A是本发明的一个实施方式所涉及的压电薄膜层叠体的示意图(层叠方向上的压电薄膜层叠体的截面图)。图1B是本发明的一个实施方式所涉及的压电薄膜基板的示意图(层叠方向上的压电薄膜基板的截面图)。图1C是本发明的一个实施方式所涉及的压电薄膜元件的示意图(层叠方向上的压电薄膜元件的截面图)。图1D是本发明的一个实施方式所涉及的压电薄膜元件的示意图(层叠方向上的压电薄膜元件的截面图)。
图2是本发明的一个实施方式所涉及的磁头组件的示意图。
图3是本发明的一个实施方式所涉及的压电致动器的示意图。
图4是本发明的一个实施方式所涉及的陀螺传感器的示意图(平面图)。
图5是沿着图4所表示的陀螺传感器的A-A线的箭头方向截面图。
图6是本发明的一个实施方式所涉及的压力传感器的示意图。
图7是本发明的一个实施方式所涉及的脉冲波传感器的示意图。
图8是本发明的一个实施方式所涉及的硬盘驱动器的示意图。
图9是本发明的一个实施方式所涉及的喷墨印刷装置的示意图。
图10是表示压电薄膜元件的位移量的测定方法的示意图。
符号说明
100：压电薄膜层叠体； 101：压电薄膜基板；
102、103：压电薄膜元件； 1：基板； 2：绝缘层；
3：第一电极层； 4、4a、4b：第一氧化物层；
5、5a、5b：第二氧化物层； 6：压电薄膜；
7：第二电极层； 200：磁头组件； 9：底板；
11：负载杆(load beam)； 11b：基端部；
11c：第1板弹簧部； 11d：第2板弹簧部；
11e：开口部； 11f：杆主部； 13：压电薄膜元件
15：挠性基板； 17：挠曲部(flexure) 19：滑块；
19a：磁头元件； 300：压电致动器； 20：基材；
21：压力室； 23：绝缘膜；
24：下部电极层(第一电极层)； 25：压电薄膜；
26：上部电极层(第二电极层)； 27：喷嘴；
28：第一氧化物层； 29：第二氧化物层；
400：陀螺传感器； 110：基部； 120、130：臂部
30：压电薄膜； 31：上部电极层(第二电极层)；
31a、31b：驱动电极层； 31c、31d：检测电极层；
32：下部电极层(第一电极层)； 33：第一氧化物层；
34：第二氧化物层； 500：压力传感器；
40：压电薄膜元件； 41：支撑体； 42：空洞；
43：共通电极层(第一电极层)； 44：第一氧化物层；
45：第二氧化物层； 46：压电薄膜；
47：个别电极层(第二电极层)； 48：电流放大器；
49：电压测定器； 600：脉冲波传感器；
50：压电薄膜元件； 51：支撑体； 52：绝缘层；
53：共通电极层(第一电极层)； 54：第一氧化物层；
55：第二氧化物层； 56：压电薄膜；
57：个别电极层(第二电极层)； 58：电压测定器；
700：硬盘驱动器； 60：框体； 61：硬盘；
62：磁头悬臂组件； 63：音圈电动机； 64：致动器杆；
65：磁头组件； 800：喷墨印刷装置； 70：印刷头；
71：主体； 72：托盘； 73：磁头驱动单元；
74：排出口； 75：记录用纸；
76：自动送纸器(auto sheet feeder)(自动连续供纸单元)
111：压电薄膜基板； 112：压电薄膜元件； 80：夹板
具体实施方式
以下，参照附图并就本发明的优选的一个实施方式进行详细说明。另外，在附图中对相同或者同等的要素标注相同的符号。图1A、1B、1C、1D以及10所表示的X、Y以及Z是指互相垂直的3个坐标轴。在说明重复的情况下省略对其说明。本发明并不限定于下述实施方式。
(压电薄膜层叠体、压电薄膜基板、压电薄膜元件)
如图1A所示，本发明所涉及的压电薄膜层叠体100具备第一电极层3、层叠于第一电极层3的表面的第一氧化物层4、层叠于第一氧化物层4的表面的第二氧化物层5和层叠于第二氧化物层5表面的压电薄膜6。即，第一氧化物层4的一部分或者整体重叠于第一电极层3的表面，第二氧化物层5的一部分或者整体重叠于第一氧化物层4的表面，压电薄膜6的一部分或者整体重叠于第二氧化物层5的表面。第一氧化物层4的电阻率高于第二氧化物层5的电阻率。第一氧化物层4包含K、Na以及Nb。压电薄膜6包含(K,Na)NbO3。
如图1B所示，本实施方式所涉及的压电薄膜基板101包含基板1、绝缘层2和上述压电薄膜层叠体100。第一电极层3位于基板1与第一氧化物层4之间。绝缘层2被层叠于基板1的表面。第一电极层3被层叠于绝缘层2的表面。绝缘层2的一部分或者整体可以重叠于基板1的表面。第一电极层3的一部分或者整体可以重叠于绝缘层2的表面。压电薄膜基板101也可以不具备绝缘层2。在没有绝缘层2的情况下，基板1可以接触于第一电极层3的表面。压电薄膜基板101可以是被个片化之前的状态(例如晶圆)。另外，压电薄膜基板101也可以是被个片化之后的状态(例如芯片)。
如图1C所示，本实施方所涉及的压电薄膜元件102包含基板1、绝缘层2、上述压电薄膜层叠体100和第二电极层7。换言之，压电薄膜元件102包含上述压电薄膜基板101和第二电极层7。第一氧化物层4、第二氧化物层5以及压电薄膜6位于第一电极层3与第二电极层7之间。第二电极层7被层叠于压电薄膜6的表面。第二电极层7的一部分或者整体可以重叠于压电薄膜6的表面。压电薄膜元件102也可以不具备基板1。压电薄膜元件102也可以不具备绝缘层2。
如图1D所示，压电薄膜元件102的变形例即压电薄膜元件103包含基板1、上述压电薄膜层叠体100、与压电薄膜层叠体100所具备的第二氧化物层5a不同的第二氧化物层5b、与压电薄膜层叠体100所具备的第一氧化物层4a不同的第一氧化物层4b和第二电极层7。该不同的第二氧化物层5b被层叠于压电薄膜6的表面。该不同的第一氧化物层4b被层叠于该不同的第二氧化物层5b的表面。第二电极层7被层叠于该不同的第一氧化物层4b的表面。该不同的第二氧化物层5b的一部分或者整体可以重叠于压电薄膜6的表面。该不同的第一氧化物层4b的一部分或者整体可以重叠于该不同的第二氧化物层5b的表面。第二电极层7的一部分或者整体可以重叠于该不同的第一氧化物层4b的表面。压电薄膜元件103也可以不具备基板1。压电薄膜元件103也可以具备绝缘层2。
压电薄膜层叠体100的电阻率可以是压电薄膜层叠体100的层叠方向上的第一氧化物层4、第二氧化物层5以及压电薄膜6的电阻率的合计值。压电薄膜层叠体100的电阻率高于使用了KNN的现有压电薄膜层叠体的电阻率。与使用了KNN的现有压电薄膜层叠体相比，即使连续驱动压电薄膜层叠体100，压电薄膜层叠体100的压电常数也难以降低。压电薄膜基板101的电阻率也可以是压电薄膜基板101的层叠方向上的第一氧化物层4、第二氧化物层5以及压电薄膜6的电阻率的合计值。压电薄膜基板101的电阻率高于使用了KNN的现有的压电薄膜基板的电阻率。与使用了KNN的现有压电薄膜基板相比，即使连续驱动压电薄膜基板101，压电薄膜基板101的压电常数也难以降低。压电薄膜元件102、103的电阻率也可以是压电薄膜元件102、103的层叠方向上的第一电极层3与第二电极层7之间的电阻率。总之，压电薄膜元件102的电阻率也可以是压电薄膜元件102的层叠方向上的第一氧化物层4、第二氧化物层5以及压电薄膜6的电阻率的合计值。压电薄膜元件103的电阻率也可以是压电薄膜元件103的层叠方向上的第一氧化物层4a、第二氧化物层5a、压电薄膜6、第二氧化物层5b以及第一氧化物层4b的电阻率的合计值。压电薄膜元件102、103的电阻率高于使用了KNN的现有的压电薄膜元件的电阻率。与使用了KNN的现有压电薄膜元件相比，即使连续驱动压电薄膜元件102、103，压电薄膜元件102、103的压电常数也难以降低。
本发明人认为压电薄膜层叠体100的电阻率高且压电薄膜层叠体100的压电常数难以降低的理由如下所述。压电薄膜层叠体100具备第一氧化物层4以及第二氧化物层5。因此，与不具备第一氧化物层4以及第二氧化物层5的现有压电薄膜层叠体相比，压电薄膜层叠体100的电阻率相对变高了。另外，通过设置含有与压电薄膜6[(K,Na)NbO3]共通的K和Na以及Nb的第一氧化物层4，从而减轻了第二氧化物层5与压电薄膜6之间的物理性质的偏差。所谓物理性质就是指例如线膨胀系数等。物理性质的偏差被减轻的结果使得即使连续驱动压电薄膜层叠体100压电常数也变得难以降低。但是，仅针对第一氧化物层4而言，被施加于压电薄膜6的有效电压容易降低。但是，通过设置具有比第一氧化物层4的电阻率低的电阻率的第二氧化物层5，从而就能够抑制被施加于压电薄膜6的有效电压的降低。另外，压电薄膜层叠体100的电阻率高且压电薄膜层叠体100的压电常数难以发生降低的理由并不限定于上述理由。
压电薄膜层叠体100的电阻率也可以是1.0×1011～1.0×1014Ωcm或者9.80×1011～6.30×1013Ωcm。在压电薄膜层叠体100的电阻率为1.0×1011Ωcm以上的情况下，被施加于压电薄膜层叠体100的电压容易被转换成压电特性，并且容易获得充分的压电特性。即，在压电薄膜层叠体100的电阻率为1.0×1011Ωcm以上的情况下，容易发生由施加电压引起的逆压电效应。在压电薄膜层叠体100的电阻率为1.0×1014Ωcm以下的情况下，来自压电薄膜层叠体100的发热少，并且难以发生由因为热的影响造成的压电薄膜6劣化所引起的压电常数的降低。
第一氧化物层4的厚度T1相对于压电薄膜6的厚度Tp的比例T1/Tp可以是0.0010～0.0150。在T1/Tp为上述范围内的情况下，压电薄膜层叠体100的电阻率容易变高。另外，因为被施加于压电薄膜6的有效电压的降低容易被进一步抑制，所以即便连续驱动压电薄膜层叠体100，压电薄膜层叠体100的电压常数也难以降低。在T1/Tp小于0.0010的情况下，第一氧化物层4的状态容易由形成第二氧化物层5的影响而发生变化。其结果，压电薄膜6的状态容易发生变化，并且会有压电特性难以提高的情况。在T1/Tp大于0.0150的情况下，因为第一氧化物层4的电阻率容易变高并且被施加于压电薄膜6的有效电压容易发生降低，所以会有压电薄膜层叠体100的压电常数容易发生降低的情况。
基板1例如可以是硅基板(例如单晶硅基板)、SOI(绝缘硅，Silicon on Insulator)基板、石英玻璃基板、由GaAs等构成的化合物半导体基板、蓝宝石基板、由不锈钢等构成的金属基板、MgO基板、SrTiO3基板等。从成本低且容易处理的观点出发，作为基板1优选为硅基板。在基板1为硅基板的情况下，绝缘层2或者第一电极层3重叠的基板1的表面的平面取向既可以是(100)，也可以是与(100)不同的平面取向。基板1的厚度例如可以是10～1000μm。
绝缘层2将基板1和第一电极层3实行电绝缘。在基板1没有导电性的情况下，压电薄膜基板101或者压电薄膜元件102也可以不具备绝缘层2。在基板1具有导电性的情况下，压电薄膜元件103也可以具有绝缘层2。绝缘层2例如可以是硅的热氧化膜(SiO2)、Si3N4、ZrO2、Y2O3、ZnO、Al2O3等。绝缘层2的形成方法可以是溅射法、真空蒸镀法、热氧化法、印刷法、旋涂法、溶胶凝胶法等。绝缘层2的厚度例如可以是10～1000nm。
第一电极层3例如可以由选自Pt(铂)、Pd(钯)、Rh(铑)、Au(金)、Ru(钌)、Ir(铱)、Mo(钼)、Ti(钛)、Ta(钽)、以及Ni(镍)当中的至少一种金属构成。第一电极层3例如可以由SrRuO3(钌酸锶)或者LaNiO3(镍酸镧)等导电性金属氧化物构成。第一电极层3也可以作为基板来行使其功能。在第一电极层3作为基板来行使其功能的情况下，压电薄膜元件102、103也可以不具备基板1。第一电极层3的厚度例如可以是20～1000nm。在第一电极层3的厚度为20nm以上的情况下，第一电极层3的功能容易变得充分。在第一电极层3的厚度为1000nm以下的情况下，压电薄膜6的位移特性容易提高。
第一电极层3的形成方法例如可以是溅射法、真空蒸镀法、印刷法、旋涂法、溶胶凝胶法等。在由溅射法来形成第一电极层3的情况下，可以在Ar(氩)气体中形成第一电极层3。气压可以是0.1～1.0Pa。施加电源可以是高频电源或者直流电源。施加电源的输出可以是0.5～1.0W/cm2。在基板1为硅基板并且第一电极层3为Pt膜的情况下，由溅射法在加热到400～500℃程度的硅基板的表面[(100)面]上形成Pt膜。
第一氧化物层4的电阻率高于第二氧化物层5的电阻率。第一氧化物层4的电阻率也可以是压电薄膜6的电阻率以上。第一氧化物层4的电阻率例如可以是1.0×1012～1.0×1015Ωcm。在第一氧化物层4的电阻率为1.0×1012Ωcm以上的情况下，压电薄膜层叠体100的电阻率容易变得更高，并且即使连续驱动压电薄膜层叠体100压电常数也更加难以降低。在第一氧化物层4的电阻率为1.0×1015Ωcm以下的情况下，压电薄膜6的发热被压制，并且难以发生由压电薄膜6的劣化引起的压电常数的降低。
第一氧化物层4含有K、Na以及Nb。第一氧化物层4可以由含有K、Na以及Nb的氧化物构成。第一氧化物层4除了K、Na以及Nb之外还可以进一步含有其它元素。所谓其它元素例如可以是Li(锂)、Ba(钡)、Sr(锶)、Ta(钽)、Zr(锆)、Mn(锰)、Sb(锑)、Ca(钙)、以及Cu(铜)。在第一氧化物层4含有其它元素的情况下，第一氧化物层4中的K、Na以及Nb的含量的总计可以是80摩尔％以上。在压电薄膜元件103中，第一氧化物层4a的组成既可以和与其不同的第一氧化物层4b的组成相同又可以不同。第一氧化物层4的厚度T1例如可以是3～100nm。第一氧化物层4a的厚度既可以和与其不同的第一氧化物层4b的厚度相同又可以不同。
第一氧化物层4的形成方法例如可以是溅射法。在由溅射法来形成第一氧化物层4的情况下，可以在Ar以及O2(氧)的混合气体中形成第一氧化物层4。溅射靶材含有K、Na以及Nb。溅射靶材可以含有(K,Na)NbO3。作为溅射靶材可以使用与被用于压电薄膜6形成的溅射靶材相同的物质。第一氧化物层4用的溅射靶材中的K以及Na的摩尔比可以与压电薄膜6用的溅射靶材中的K以及Na的摩尔比相同。第一氧化物层4用的溅射靶材中的K以及Na的摩尔比也可以与压电薄膜6用的溅射靶材中的K以及Na的摩尔比不同。施加电源可以是高频电源。
第二氧化物层5的电阻率低于第一氧化物层4的电阻率。第二氧化物层5的电阻率可以低于压电薄膜6的电阻率。第二氧化物层5的电阻率例如可以是1.0×10-5～1.0×10-3Ωcm。在第二氧化物层5的电阻率为1.0×10-3Ωcm以下的情况下，由第一氧化物层4的导入引起的压电薄膜6的有效施加电压的降低容易被抑制。在第二氧化物层5的电阻率为1.0×10-5Ωcm以上的情况下，压电薄膜层叠体100的电阻率容易变得更高。
第二氧化物层5可以含有无机氧化物。第二氧化物层5可以只由无机氧化物构成。在第二氧化物层5含有无机氧化物的情况下，第二氧化物层5的线膨胀率容易变得高于压电薄膜6的线膨胀率。另外，通过在以高温形成了第二氧化物层5之后进行冷却，从而容易将压缩方向的应力施加给压电薄膜6。包含于第二氧化物层5中的无机氧化物可以含有选自Ca、Ti、Cr、Mn、Co、Fe、Ni、Sr、Ru、La、Zn、In、Sn、Y、Ba、Cu以及Al当中的至少一种。第二氧化物层5可以含有钙钛矿(Perovskite)型的无机氧化物。第二氧化物层5可以只由钙钛矿型的无机氧化物构成。在第二氧化物层5含有钙钛矿型的无机氧化物的情况下，压电薄膜6也含有钙钛矿型的无机氧化物[(K,Na)NbO3]，所以减轻了第二氧化物层5与压电薄膜6之间的物理性质或者结晶结构中的差异。其结果为，即使连续驱动压电薄膜层叠体100压电常数也变得难以降低。包含于第二氧化物层5中的钙钛矿型的无机氧化物例如可以是SrRuO3、SrTiO3、LaNiO3、CaRuO3、BaRuO3、La0.5Sr0.5CoO3、SrRu0.95Mn0.05O3、LaAlO3和YAlO3等。第二氧化物层5可以包含选自SrRuO3、CaRuO3、BaRuO3以及LaNiO3当中的至少一种钙钛矿型的无机氧化物。在此情况下，位移量容易变得更大。第二氧化物层5也可以含有非钙钛矿型的无机氧化物。第二氧化物层5可以含有作为非钙钛矿型的无机氧化物的例如La4BaCu5O13、YBa2Cu3O7等。在压电薄膜元件103中，第二氧化物层5a的组成既可以和与其不同的第二氧化物层5b的组成相同又可以不同。
第二氧化物层5的厚度T2例如可以是5～100nm。在T2为5nm以上的情况下，第二氧化物层5的一部分难以中断，第二氧化物层5容易充分地将压缩应力提供给压电薄膜6，并且压电薄膜6容易发生移位。在T2为100nm以下的情况下，第二氧化物层5的晶格常数难以发生变化，并且压电薄膜6的结晶性容易提高。第二氧化物层5a的厚度既可以和与其不同的第二氧化物层5b的厚度相同又可以不同。
第二氧化物层5的形成方法例如可以是溅射法。在由溅射法来形成第二氧化物层5的情况下，可以在Ar以及O2的混合气体中形成第二氧化物层5。溅射靶材可以含有上述的无机氧化物。溅射靶材可以含有上述的钙钛矿型的无机氧化物。施加电源可以是高频电源。
压电薄膜6含有钙钛矿型的(K,Na)NbO3。(K,Na)NbO3可以换说成以下述化学式(1)表示的氧化物。压电薄膜6可以只由(K,Na)NbO3构成。
(K1-xNax)NbO3 (1)
[上述化学式(1)中，x为0＜x＜1]
压电薄膜6的平面取向可以在压电薄膜6的厚度方向上优选进行取向。优先进行取向的平面取向可以是选自(001)、(110)以及(111)当中任意一个平面取向。
除了(K,Na)NbO3之外，压电薄膜6也可以进一步包含其它元素。其它元素例如可以是Li、Ba、Sr、Ta、Zr、Mn、Sb、Ca、以及Cu等。压电薄膜6的至少一部分可以是具有钙钛矿结构(ABO3)的结晶相、非晶相、或者该结晶相与非晶相进行混合的混合相当中的任意一个。在此，钙钛矿结构的A位可以是选自Li、Na、K、La、Sr、Ba、Ca、Nd以及Bi当中的至少一种元素。钙钛矿结构的B位可以是选自Zr、Ti、Mn、Mg、Nb、Sn、Sb、Ta以及In当中的至少一种元素。在压电薄膜6含有其它元素的情况下，压电薄膜6中的(K,Na)NbO3的含量可以是80摩尔％以上。
压电薄膜6的厚度Tp例如可以是0.2～5μm。
压电薄膜6的形成方法例如可以是溅射法。在由溅射法来形成压电薄膜6的情况下，可以在Ar以及O2的混合气体中形成压电薄膜6。气体压力可以是0.1～1.0Pa。溅射靶材含有(K,Na)NbO3。施加电源可以是高频电源。施加电源的输出可以是2.5～5.5W/cm2。
第二电极层7的组成可以与第一电极层3的组成相同。第二电极层7的厚度例如可以是20～1000nm。在第二电极层7的厚度为20nm以上的情况下，第二电极层7的功能容易变得充分。在第二电极层7的厚度为1000nm以下的情况下，压电薄膜6的位移特性容易提高。第二电极层7也可以是作为上述第一电极层3来使用的多个金属以及导电性金属氧化物的层叠体。
第二电极层7的形成方法可以是溅射法、真空蒸镀法、印刷法、旋涂法、溶胶凝胶法。在由溅射法来形成第二电极层7的情况下，可以在Ar气中形成第二电极层7。气压可以是0.1～1.0Pa。施加电源可以是高频电源或者直流电源。施加电源的输出可以是0.5～1.0W/cm2。
压电薄膜元件102、103可以由以下顺序来进行制作。首先，将具有与压电薄膜层叠体100相同的层叠结构以及组成的层叠体形成于晶圆(切断加工前的基板1)上。接着，由光刻、干式蚀刻、以及湿式蚀刻等方法来加工晶圆上的层叠体，并形成具有规定尺寸的图案。图案尺寸例如可以是25mm×5mm。进一步，通过切断晶圆从而可以得到被个片化的多个压电薄膜元件102、103。基板1也可以从压电薄膜元件102、103除去。在此情况下，压电薄膜元件102、103的位移量容易进一步变大。
压电薄膜元件102、103的表面的至少一部分或者整体可以被保护膜覆盖。通过保护膜的覆盖，例如就能够提高压电薄膜元件102、103的可靠性或者耐久性(例如耐湿性)。保护膜的材料例如可以是聚酰亚胺。
压电薄膜元件102、103可以进一步具备电信号的输入部以及输出部当中的至少任意一方。在此情况下，变得能够实行电信号的输入以及输出，并且能够利用正压电效应以及逆压电效应当中的至少任意一方。
压电薄膜层叠体100、压电薄膜基板101以及压电薄膜元件102、103的用途可涉及许多方面。压电薄膜元件102、103例如可以用于压电致动器。本实施方式所涉及的压电致动器的压电特性即使是在经长时间连续使用压电致动器之后也难以发生劣化。压电致动器例如也可以被用于磁头组件、磁头悬臂组件、或者硬盘驱动器。压电致动器例如也可以被用于印刷头、或者喷墨印刷装置。压电薄膜元件102、103例如也可以被用于压电传感器。本实施方式所涉及的压电传感器的压电特性即使是在经长时间连续使用压电传感器之后也难以发生劣化。压电传感器例如也可以是陀螺传感器(gyro sensor)、压力传感器、脉冲波传感器、或者震动传感器。压电薄膜元件102、103例如也可以被适用到麦克风。
以下将详细说明压电薄膜层叠体100、压电薄膜基板101、以及压电薄膜元件102、103的用途的具体例子。
(压电致动器)
图2表示被搭载于硬盘驱动器(HDD)的磁头组件200。磁头组件200具备底板9、负载杆(load beam)11、挠曲部(flexure)17、第1以及第2压电薄膜元件13、以及滑块19。第1以及第2压电薄膜元件13是滑块19用的驱动元件。滑块19具有磁头元件19a。
负载杆11具备被固定于底板9的基端部11b、从该基端部11b进行延伸的第1板弹簧部11c以及第2板弹簧部11d、被形成于板弹簧部11c与板弹簧部11d之间的开口部11e、连续于板弹簧部11c以及11d并进行直线延伸的杆主部11f。第1板弹簧部11c以及第2板弹簧部11d尖端越来越细。杆主部11f也是尖端越来越细。
第1以及第2压电薄膜元件13具有规定间隔并被配置于作为挠曲部17的一部分的配线用挠性基板15上。滑块19被固定于挠曲部17的前端部，并且伴随于第1以及第2压电薄膜元件13的伸缩进行旋转运动。
图3表示印刷头用的压电致动器300。压电致动器300是通过层叠基材20、绝缘膜23、下部电极层24(第一电极层)、第一氧化物层28、第二氧化物层29、压电薄膜25和上部电极层26(第二电极层)来构成的。所谓下部电极层可以换说成以上所述的第一电极层。所谓上部电极层可以换说成以上所述的第二电极层。
在没有提供规定的喷出信号并且电压没有被施加于下部电极层24与上部电极层26之间的情况下，压电薄膜25不会发生变形。在相邻于没有提供喷出信号的压电薄膜25的压力室21内不会发生压力变化，不会从其喷嘴27喷出墨滴。
另外，在提供规定的喷出信号并且在下部电极层24与上部电极层26之间施加一定电压的情况下，压电薄膜25发生变形。绝缘膜23因为由压电薄膜25的变形而发生大弯曲，所以压力室21内的压力瞬间提高并且墨滴从喷嘴27喷出。
(压电传感器)
图4以及图5表示作为压电传感器的一种的陀螺传感器400。陀螺传感器400具备基部110、连接于基部110的一面的一对臂部120以及130。一对臂部120以及130为音叉振荡器。总之，陀螺传感器400为音叉振荡器型的角速度检测元件。该陀螺传感器400是通过将构成以上所述的压电薄膜元件的压电薄膜30、上部电极层31(第二电极层)、下部电极层32(第一电极层)、第一氧化物层33、以及第二氧化物层34加工成音叉型振荡器的形状来获得的。基部110和臂部120以及130与压电薄膜元件成一体化。所谓下部电极层可以换说成上述的第一电极层。所谓上部电极层可以换说成上述的第二电极层。
在一个臂部120的第一主面上形成驱动电极层31a、31b和检测电极层31d。同样，在另一个臂部130的第一主面上形成驱动电极层31a、31b以及检测电极层31c。各个电极层31a、31b、31c、31d是通过由蚀刻将上部电极层31加工成规定电极的形状来获得的。
下部电极层32被形成于基部110、臂部120以及130各自的第二主面(第一主面的背面)的整体。下部电极层32是作为陀螺传感器400的接地电极来行使其功能的。
通过将臂部120以及130各自的长边方向规定为Z方向并且将包含臂部120以及130的主面的平面规定为XZ平面，从而定义XYZ直角坐标系。
如果将驱动信号提供给驱动电极层31a、31b的话，则两个臂部120以及130以面内振动模式进行激励振动。所谓面内振动模式是指在平行于两个臂部120以及130的主面的方向上两个臂部120以及130进行激励振动的模式。例如，当一个臂部120在-X方向上以速度V1进行激励振动的时候，另一个臂部130在+X方向上以速度V2进行激励振动。
在此状态下，如果对陀螺传感器400施加以Z轴作为旋转轴的角速度ω的旋转的话，则科里奥利力(Coriolis force)会相对于臂部120、130各自在垂直于速度方向的方向上进行作用。其结果为臂部120以及130以面外振动模式开始激励振动。所谓面外振动模式是指在垂直于两个臂部120以及130的主面的方向上两个臂部120以及130进行激励振动的模式。例如，当作用于一个臂部120的科里奥利力F1为-Y方向的时候，作用于另一个臂部130的科里奥利力F2为+Y方向。
科里奥利力F1、F2的大小与角速度ω成比例，因此由压电薄膜30来将由科里奥利力F1、F2引起的臂部120以及130的机械变形转换成电信号(检测信号)，并通过从检测电极层31c、31d取出该检测信号从而求得角速度ω。
图6表示作为压电传感器的一种的压力传感器500。压力传感器500是由压电薄膜元件40、支撑压电薄膜元件40的支撑体41、电流放大器48、电压测定器49构成。压电薄膜元件40是通过层叠共通电极层43(第一电极层)、第一氧化物层44、第二氧化物层45、压电薄膜46、个别电极层47(第二电极层)来构成的。所谓共通电极层可以换说成以上所述的第一电极层。所谓个别电极层可以换说成以上所述的第二电极层。被共通电极层43和支撑体41包围的空洞42对应于压力。如果在压力传感器500上施加外力的话则压电薄膜元件40弯曲，并且在电压测定器49上检测出电压。
图7表示压电传感器的一种即脉冲波传感器600。脉冲波传感器600是由支撑体51、重叠于支撑体51的绝缘层52、重叠于绝缘层52的压电薄膜元件50、电压测定器58构成。在支撑体51没有导电性的情况下也可以没有绝缘层52。压电薄膜元件50是通过层叠共通电极层53(第一电极层)、第一氧化物层54、第二氧化物层55、压电薄膜56、个别电极层57(第二电极层)来构成。所谓共通电极层可以换说成以上所述的第一电极层。所谓个别电极层可以换说成以上所述的第二电极层。如果使脉冲波传感器600的支撑体51的背面(没有搭载压电薄膜元件50的表面)接触于生物体的动脉上的话，则支撑体51和压电薄膜元件50在由生物体的脉搏引起的压力下发生弯曲，并在电压测定器58上检测出电压。
(硬盘驱动器)
图8表示搭载了图2所表示的磁头组件的硬盘驱动器700。图8的磁头组件65与图2的磁头组件200相同。
硬盘驱动器700具备框体60、被设置于框体60内的硬盘61(记录介质)、磁头悬臂组件(head stack assembly)62。硬盘61是由电动机来使之旋转的。磁头悬臂组件62将磁信息数据记录到硬盘61，并播放被硬盘61记录的磁信息数据。
磁头悬臂组件62具有音圈电动机63、由支承轴支撑的致动器臂部64、连接于致动器臂部64的磁头组件65。致动器臂部64由音圈电动机63而围绕支承轴自如地进行旋转。致动器臂部64被分成多个臂部，磁头组件65分别被连接到各个臂部。即，多个臂部以及磁头组件65沿着支承轴被层叠。滑块19以与硬盘61进行相对的形式被安装于磁头组件65的前端部。
磁头组件65(200)以2个阶段来使磁头元件19a变动。磁头元件19a的比较大的移动是通过由音圈电动机63对磁头组件65以及致动器64的整体的驱动来进行控制的。磁头元件19a的微小移动是由位于磁头组件65前端部的滑块19的驱动来进行控制的。
(喷墨印刷装置)
图9表示喷墨印刷装置800。喷墨印刷装置800具备印刷头70、主体71、托盘72和磁头驱动单元73。图9的印刷头70具有图3所表示的压电致动器300。
喷墨印刷装置800具备黄、品红、青色、黑总计4种颜色的墨盒。由喷墨印刷装置800可以进行全彩印刷。在喷墨印刷装置800的内部搭载有专用的控制器板等。控制器板等控制由印刷头70进行的喷出油墨的时机、以及磁头驱动单元73的扫描。托盘72被设置于主体71的背面，自动送纸器(auto sheet feeder)(自动连续供纸单元)76被设置于托盘72的一端侧。自动送纸器76自动送出记录用纸75，并从正面的排出口74排出记录用纸75。
以上已就本发明的优选的实施方式作了说明，但是本发明并不一定限定于以上所述的实施方式。可以在不脱离本发明宗旨的范围内进行本发明的各种各样的变更，这样的变更例子当然也包含于本发明。
[实施例]
以下是由实施例来进一步更详细地说明本发明，但是本发明并不限定于这些实施例。
(实施例1)
在真空腔室内，将由Pt构成的第一电极层3形成于硅基板(切断加工前的基板1)的表面。形成了第一电极层3的硅基板的表面的平面取向为(100)。硅基板的厚度为400μm。第一电极层3是由溅射法形成的。第一电极层3的形成过程中的硅基板的温度被维持在400℃。第一电极层3的厚度调整到200nm。
在真空腔室内，将含有K、Na、Nb以及O的第一氧化物层4形成于第一电极层3的表面。第一氧化物层4是由溅射法进行形成的。第一氧化物层4的形成过程中的硅基板的温度维持在550℃。作为真空腔室内的氛围气体使用Ar以及O2的混合气体。如果将混合气体总体积作为基准的话，混合气体中的O2的浓度为5体积％。混合气体的气压被维持在0.2Pa。作为溅射靶材使用(K0.5Na0.5)NbO3。溅射靶材的尺寸为φ150mm。作为溅射的施加电源是使用了高频电源。施加输出功率调整到800W。第一氧化物层4的厚度调整为15nm。
在真空腔室内，将由SrRuO3构成的第二氧化物层5形成于第一氧化物层4的表面。第二氧化物层5是由溅射法进行形成的。第二氧化物层5的形成过程中的硅基板的温度维持在600℃。作为真空腔室内的氛围气体是使用Ar以及O2的混合气体。如果将混合气体总体积作为基准的话，混合气体中的O2的浓度为2.5体积％。混合气体的气压维持在0.2Pa。溅射靶材的尺寸为φ150mm。作为溅射的施加电源使用了高频电源。施加的输出功率调整为150W。第二氧化物层5的厚度调整为15nm。
在真空腔室内，将由(K,Na)NbO3构成的压电薄膜6形成于第二氧化物层5的表面。压电薄膜6是由溅射法来形成的。压电薄膜6的形成过程中的硅基板的温度被维持在550℃。作为真空腔室内的氛围气体使用了Ar以及O2的混合气体。如果将混合气体总体积作为基准的话，混合气体中的O2的浓度为5体积％。作为溅射靶材使用了(K0.5Na0.5)NbO3。溅射靶材的尺寸为φ150mm。作为溅射的施加电源使用了高频电源。施加输出功率调整为800W。压电薄膜6的厚度调整为2μm。由以上所述方法获得实施例1的压电薄膜基板111。
在真空腔室内，将由Pt构成的第二电极层7形成于包含于压电薄膜基板111的压电薄膜6的表面。第二电极层7是由溅射法进行形成的。真空腔室内的温度被维持在室温。第二电极层7的厚度被调整到200nm。
由光刻、干式蚀刻以及湿式蚀刻来对第二电极层7、压电薄膜6、第二氧化物层5、第一氧化物层4以及第一电极层3进行图案形成。接下来，切断硅基板。通过以上所述方法来获得了实施例1的压电薄膜元件112。如图10所示，实施例1的压电薄膜元件112是由基板1、重叠于基板1的第一电极层3、重叠于第一电极层3的第一氧化物层4、重叠于第一氧化物层4的第二氧化物层5、重叠于第二氧化物层5的压电薄膜6和重叠于压电薄膜6的第二电极层7构成。实施例1的压电薄膜元件112的可动部分的尺寸为25mm×5mm。
[电阻率的测定]
将直流电压施加于实施例1的压电薄膜元件112中的第一电极层3与第二电极层7之间，并测定第一电极层3与第二电极层7之间的电阻率。直流电压为40kV/cm。施加直流电压的时间为30秒。将实施例1的压电薄膜元件112的电阻率表示于表1。
由以下所述方法来制作电阻率测定用的各个试样，分开来个别地测定实施例1的第一氧化物层4、第二氧化物层5各自的电阻率。
由与以上所述相同的方法来将第一电极层3直接形成于硅基板的表面。由与以上所述相同的方法来将第一氧化物层4直接形成于第一电极层3的表面。由与以上所述相同的方法来将第二电极层7直接形成于第一氧化物层4的表面。由与以上所述相同的方法来对第二电极层7、第一氧化物层4以及第一电极层3进行图案形成。切断硅基板并获得了试样。试样的尺寸为25mm×5mm。使用该试样并以与以上所述相同的方法来测定第一氧化物层4的电阻率。实施例1的第一氧化物层4的电阻率为1.0×1012Ωcm以上。
由与以上所述相同的方法，将第一电极层3直接形成于硅基板的表面。由与以上所述相同的方法将第二氧化物层5直接形成于第一电极层3的表面。由与以上所述相同的方法来将第二电极层7直接形成于第二氧化物层5的表面。由与以上所述相同的方法来对第二电极层7、第二氧化物层5以及第一电极层3进行图案形成。切断硅基板并获得试样。试样的尺寸为25mm×5mm。使用该试样并以与以上所述相同的方法来测定第二氧化物层5的电阻率。实施例1的第二氧化物层5的电阻率为1.0×10-3Ωcm以下。
[压电常数的变化率的测定]
(1)压电常数的初期值的计算
由以下所述方法来测定实施例1的压电薄膜元件112的在25℃下的位移量Dis25℃(单位：nm)。如图10所示，所谓位移量是指：通过夹板80来固定压电薄膜元件112的一端，在将电压施加于第一电极层3与第二电极层7之间的时候，压电薄膜元件112的未被固定的一侧的前端部伴随压电薄膜元件112的变形而在压电薄膜元件112的厚度方向(层叠方向即Z方向)上进行移动的距离(位移量Dis)。施加于第一电极层3与第二电极层7之间的交流电压的频率为100Hz。交流电压为0～40kV/cm的正弦波形。使用激光多普勒测振仪和示波器来测定实施例1的Dis25℃。接着，计算出实施例1的压电薄膜元件112的压电常数(-d31)的初期值(-d31A)。d31可根据以下所述的数学式A来求得。在数学式A中，hs为基板1的厚度。L压电薄膜6的可动部分的长度。S11,p为压电薄膜6的弹性率。S11,s为基板1的弹性率。V为施加电压。
(2)连续驱动试验
由以下所述的方法来实施使用了实施例1的压电薄膜元件112的连续驱动试验。如图10所示，由夹板80来固定压电薄膜112的一端。对第一电极层3与第二电极层7之间施加12亿次交流电压。交流电压的频率为100Hz。交流电压为0～40kV/cm的正弦波形。由与以上所述相同的方法来计算出施加了12亿次交流电压之后的压电薄膜元件112的电压常数(-d31B)。根据以下所述数学式B计算出实施例1的压电常数的变化率Δ(-d31)(单位：％)。将实施例1的Δ(-d31)示于表1。
Δ(-d31)＝[(-d31B)-(-d31A)]/(-d31A)×100 (B)
(实施例2)
由与实施例1相同的方法来制作实施例2的压电薄膜基板111。在真空腔室内，将由SrRuO3构成的与第二氧化物层5a不同的第二氧化物层5b形成于包含于压电薄膜基板111的压电薄膜6的表面。该不同的第二氧化物层5b是通过溅射法来进行形成。该不同的第二氧化物层5b的形成过程中的硅基板的温度被维持在600℃。作为真空腔室内的氛围气体使用了Ar以及O2的混合气体。如果将混合气体总体积作为基准的话，混合气体中的O2的浓度为2.5体积％。混合气体的气压被维持在0.2Pa。溅射靶材的尺寸为φ150mm。作为溅射的施加电源是使用了高频电源。施加输出功率调整为150W。该不同的第二氧化物层5b的厚度被调整为15nm。
在真空腔室内，将含有K、Na、Nb以及O的与第一氧化物层4a不同的第一氧化物层4b形成于上述不同的第二氧化物层5b的表面。该不同的第一氧化物层4b是由溅射法进行形成。该不同的第一氧化物层4b的形成过程中的硅基板的温度被维持在550℃。作为真空腔室内的氛围气体使用了Ar以及O2的混合气体。如果将混合气体总体积作为基准的话，混合气体中的O2的浓度为5体积％。混合气体的气压被维持在0.2Pa。作为溅射靶材是使用了(K0.5Na0.5)NbO3。溅射靶材的尺寸为φ150mm。作为溅射的施加电源，使用了高频电源。施加输出功率被调整到800W。该不同的第一氧化物层4b的厚度被调整为15nm。
在真空腔室内，将由Pt构成的第二电极层7形成于该不同的第一氧化物层4b的表面。第二电极层7由溅射法来形成。真空腔室内的温度被维持在室温。第二电极层7的厚度被调整到200nm。
由光刻、干式蚀刻以及湿式蚀刻来对第二电极层7、上述不同的第一氧化物层4b、上述不同的第二氧化物层5b、压电薄膜6、第二氧化物层5(5a)、第一氧化物层4(4a)、以及第一电极层3实行图案形成。接着，切断硅基板。由以上所述方法来获得实施例2的压电薄膜元件103。如图1D所示，实施例2的压电薄膜元件103是由基板1、重叠于基板1的第一电极层3、重叠于第一电极层3的第一氧化物层4a、重叠于第一氧化物层4a的第二氧化物层5a、重叠于第二氧化物层5a压电薄膜6、重叠于压电薄膜6的与第二氧化物层5a不同的第二氧化物层5b、重叠于与第二氧化物层5a的第二氧化物层5b的其它的第一氧化物层4b和重叠于该其它的第一氧化物层4b的第二电极层7构成。实施例2的压电薄膜元件103的可动部分的尺寸为25mm×5mm。
通过与实施例1相同的方法来测定实施例2的压电薄膜元件103的电阻率。将实施例2的压电薄膜元件103的电阻率表示于表1。另外，因为实施例2的第一氧化物层4与实施例1的第一氧化物层4相同，所以实施例2的第一氧化物层4的电阻率与实施例1的第一氧化物层4的电阻率相等。因为实施例2的第二氧化物层5与实施例1的第二氧化物层5相同，所以实施例2的第二氧化物层5的电阻率与实施例1的第二氧化物层5的电阻率相等。
由与实施例1相同的方法计算出实施例2的Δ(-d31)。将实施例2的Δ(-d31)示于表1。
(实施例3)
在实施例3的第二氧化物层5的形成过程中，替代在实施例1的第二氧化物层5的形成过程中所使用的溅射靶材而使用由ZnO构成的溅射靶材。其结果在实施例3中形成由ZnO构成的第二氧化物层5。除了以上所述要点之外均由与实施例1相同的方法来制作实施例3的压电薄膜元件112。如图10所示，实施例3的压电薄膜元件112是由基板1、重叠于基板1的第一电极层3、重叠于第一电极层3的第一氧化物层4、重叠于第一氧化物层4的第二氧化物层5、重叠于第二氧化物层5的压电薄膜6、重叠于压电薄膜6的第二电极层7构成。
由与实施例1相同的方法来测定实施例3的压电薄膜元件112的电阻率。将实施例3的压电薄膜元件112的电阻率示于表1。由与实施例1相同的方法来测定实施例3的第二氧化物层5的电阻率。实施例3的第二氧化物层5的电阻率为1.0×10-3Ωcm以下。另外，实施例3的第一氧化物层4因为与实施例1的第一氧化物层4相同，所以实施例3的第一氧化物层4的电阻率与实施例1的第一氧化物层4的电阻率相等。
由与实施例1相同的方法计算出实施例3的Δ(-d31)。将实施例3的Δ(-d31)表示于表1。
(实施例4)
在实施例4的第二氧化物层5的形成过程中，替代在实施例1的第二氧化物层5的形成过程中所使用的溅射靶材而使用由LaNiO3构成的溅射靶材。其结果，在实施例4中形成了由LaNiO3构成的第二氧化物层5。除了以上所述要点之外均由与实施例1相同的方法来制作了实施例4的压电薄膜元件112。如图10所示，实施例4的压电薄膜元件112是由基板1、重叠于基板1的第一电极层3、重叠于第一电极层3的第一氧化物层4、重叠于第一氧化物层4的第二氧化物层5、重叠于第二氧化物层5的压电薄膜6、重叠于压电薄膜6的第二电极层7构成。
由与实施例1相同的方法来测定实施例4的压电薄膜元件112的电阻率。将实施例4的压电薄膜元件112的电阻率示于表1。由与实施例1相同的方法来测定实施例4的第二氧化物层5的电阻率。实施例4的第二氧化物层5的电阻率为1.0×10-3Ωcm以下。另外，实施例4的第一氧化物层4因为与实施例1的第一氧化物层4相同，所以实施例4的第一氧化物层4的电阻率与实施例1的第一氧化物层4的电阻率相等。
由与实施例1相同的方法计算出实施例4的Δ(-d31)。将实施例4的Δ(-d31)示于表1。
(比较例1)
在比较例1中，不形成第一氧化物层4以及第二氧化物层5。即，在比较例1中，将压电薄膜6直接形成于第一电极层3的表面。除了以上所述要点之外均由与实施例1相同的方法来制作比较例1的压电薄膜元件。比较例1的压电薄膜元件是由基板1、重叠于基板1的第一电极层3、重叠于第一电极层3的压电薄膜6、重叠于压电薄膜6的第二电极层7构成。
由与实施例1相同的方法来测定了比较例1的压电薄膜元件的电阻率。将比较例1的压电薄膜元件的电阻率示于表1。
由与实施例1相同的方法计算出比较例1的Δ(-d31)。将比较例1的Δ(-d31)表示于表1。
(比较例2)
在比较例2中，不形成第一氧化物层4。即，在比较例2中，将第二氧化物层5直接形成于第一电极层3的表面。除了以上所述要点之外均由与实施例1相同的方法来制作比较例2的压电薄膜元件。比较例2的压电薄膜元件是由基板1、重叠于基板1的第一电极层3、重叠于第一电极层3的第二氧化物层5、重叠于第二氧化物层5的压电薄膜6、重叠于压电薄膜6的第二电极层7构成。
由与实施例1相同的方法来测定比较例2的压电薄膜元件的电阻率。将比较例2的压电薄膜元件的电阻率示于表1。另外，比较例2的第二氧化物层5因为与实施例1的第二氧化物层5相同，所以比较例2的第二氧化物层5的电阻率与实施例1的第二氧化物层5的电阻率相等。
由与实施例1相同的方法计算出比较例2的Δ(-d31)。将比较例2的Δ(-d31)表示于表1。
对比较例1和比较例2实行比较。比较例1不具备第一氧化物层4以及第二氧化物层5。另外，比较例2具备第二氧化物层5。由于这样的层叠结构的差异，比较例2的电阻率与比较例1的电阻率相比相对较低，比较例的Δ(-d31)的绝对值与比较例1的Δ(-d31)的绝对值相比较大。具备第一氧化物层4以及第二氧化物层5的实施例1的电阻率与缺少第一氧化物层4以及第二氧化物层5中的至少任意一个的比较例1以及2各自的电阻率相比相对较高。实施例1的Δ(-d31)的绝对值与比较例1以及2各自的Δ(-d31)相比相对较小。
实施例1的情况具有适度的电阻效应，并且还能够将充分的电场施加于压电薄膜6。其结果，认为实施例1的Δ(-d31)的绝对值与比较例1以及2各自的Δ(-d31)的绝对值相比相对较小。
比较例1不具备第一氧化物层4以及第二氧化物层5。因此，就比较例1而言，电气性的以及机械性的负荷被直接作用于压电薄膜6。其结果，认为比较例1的Δ(-d31)的绝对值与实施例1的Δ(-d31)的绝对值相比相对较大。
比较例2不具备第一氧化物层4。因此，就比较例2而言，不能确保高电阻率，进一步，在第二氧化物层5与压电薄膜6的界面上的紧密附着性上升。其结果，认为比较例2与比较例1相比相对来说压电薄膜6所受到的电气性的以及机械性的负荷变大，比较例2的Δ(-d31)的绝对值与比较例1的Δ(-d31)的绝对值相比相对较大。
实施例2的情况与实施例1相同，具有适度的电阻效应，并且还能够将充分的电场施加于压电薄膜6。其结果被认为实施例2的Δ(-d31)的绝对值与比较例1以及2各自的Δ(-d31)的绝对值相比相对较小。
实施例3以及4的情况与实施例1相同，具有适度的电阻效应，并且还能够将充分的电场施加于压电薄膜6。其结果，认为实施例3以及4的Δ(-d31)的绝对值与比较例1以及2各自的Δ(-d31)的绝对值相比相对较小。
如同实施例1和3以及4所示，不依赖于第二氧化物层5的组成的差异，实施例1、3以及4各自的Δ(-d31)的绝对值与比较例1以及2各自的Δ(-d31)的绝对值相比相对较小。
产业上的利用可能性
根据本发明，能够提供一种电阻率高并且即使经连续驱动压电常数也难以降低的压电薄膜层叠体、压电薄膜基板、压电薄膜元件、使用了压电薄膜元件的压电致动器、压电传感器、磁头组件、磁头悬臂组件、硬盘驱动器、印刷头以及喷墨印刷装置。