特開 2024-168880 圧電材料および圧電デバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024168880

(43)【公開日】2024-12-05

(54)【発明の名称】圧電材料および圧電デバイス

(51)【国際特許分類】

   H10N 30/853 20230101AFI20241128BHJP

   H10N 30/20 20230101ALI20241128BHJP

   H10N 30/80 20230101ALI20241128BHJP

   H10N 30/85 20230101ALI20241128BHJP

   H10N 30/30 20230101ALI20241128BHJP

   H10N 30/88 20230101ALI20241128BHJP

   H10N 30/076 20230101ALI20241128BHJP

   H10N 30/01 20230101ALI20241128BHJP

   H10N 30/40 20230101ALI20241128BHJP

   C30B 29/16 20060101ALI20241128BHJP

   C23C 14/08 20060101ALI20241128BHJP

【ＦＩ】

H10N30/853

H10N30/20

H10N30/80

H10N30/85

H10N30/30

H10N30/88

H10N30/076

H10N30/01

H10N30/40

C30B29/16

C23C14/08 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023085908

(22)【出願日】2023-05-25

(71)【出願人】

【識別番号】504150450

【氏名又は名称】国立大学法人神戸大学

(74)【代理人】

【識別番号】110001933

【氏名又は名称】弁理士法人 佐野特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】神野 伊策

(72)【発明者】

【氏名】足立 秀明

(72)【発明者】

【氏名】田中 清高

【テーマコード（参考）】

4G077

4K029

【Ｆターム（参考）】

4G077AA03

4G077AB06

4G077BB07

4G077DA11

4G077GA07

4G077HA11

4K029AA06

4K029AA24

4K029BA49

4K029CA06

4K029DC05

4K029DC16

4K029EA01

(57)【要約】

【課題】酸化亜鉛中の亜鉛を、希土類元素とマンガンとで所定の置換量の範囲で共置換することにより、圧電特性（特に圧電定数ｄ₃₃）を向上させる。
【解決手段】圧電材料は、主成分として、亜鉛、希土類、およびマンガンを含み、亜鉛をＺｎ、希土類をＲ、マンガンをＭｎとして、Ｚｎ_1-x（Ｒ_0.5+δＭｎ_0.5-δ）_xＯで表されるウルツ鉱型酸化物を有する。希土類は、希土類元素から選ばれる少なくとも１種の元素である。置換量ｘは、０．０４以上０．１５以下の値である。不定量δは、絶対値で０．１以下の値である。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

主成分として、亜鉛、希土類、およびマンガンを含み、亜鉛をＺｎ、希土類をＲ、マンガンをＭｎとして、Ｚｎ_1-x（Ｒ_0.5+δＭｎ_0.5-δ）_xＯで表されるウルツ鉱型酸化物を有し、
前記希土類は、希土類元素から選ばれる少なくとも１種の元素であり、
置換量ｘは、０．０４以上０．１５以下の値であり、
不定量δは、絶対値で０．１以下の値である、圧電材料。

【請求項2】

ｃ軸に沿った縦方向の圧電定数ｄ₃₃が、１５ｐＣ／Ｎ以上である、請求項１に記載の圧電材料。

【請求項3】

置換量ｘは、０．０８以上０．１１以下の値である、請求項１に記載の圧電材料。

【請求項4】

ｃ軸に沿った縦方向の圧電定数ｄ₃₃が、１８ｐＣ／Ｎ以上である、請求項３に記載の圧電材料。

【請求項5】

前記希土類が、セリウムである、請求項１に記載の圧電材料。

【請求項6】

膜厚が、０．１μｍ以上１０μｍ以下である、請求項１に記載の圧電材料。

【請求項7】

前記ウルツ鉱型酸化物を複数層有し、
各層における前記置換量ｘは、互いに異なる、請求項１に記載の圧電材料。

【請求項8】

請求項１から７のいずれかに記載の圧電材料と、
前記圧電材料を挟む一対の電極と、
前記圧電材料を、一方の前記電極を介して支持する基板と、を備える圧電デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧電材料および圧電デバイスに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、酸化亜鉛（ＺｎＯ）系のウルツ鉱型酸化物において、希土類元素およびマンガンを含む群から選択される少なくとも１種の元素をドープし得ることが知られている（例えば特許文献１および２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４－９３８４号公報

【特許文献2】特開２０１３－１０３８４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところが、特許文献１および２では、圧電特性（特に圧電定数ｄ₃₃）を向上させるために、酸化亜鉛中の亜鉛を、希土類元素とマンガンとで共置換すること、および圧電特性を向上し得る置換量の範囲については一切検討されていない。

【0005】

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、酸化亜鉛中の亜鉛を、希土類元素とマンガンとで共置換するとともに、共置換するときの置換量の範囲を適切に規定することにより、圧電特性（特に圧電定数ｄ₃₃）を向上させることができる圧電材料と、その圧電材料を備える圧電デバイスとを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一側面に係る圧電材料は、主成分として、亜鉛、希土類、およびマンガンを含み、亜鉛をＺｎ、希土類をＲ、マンガンをＭｎとして、Ｚｎ_1-x（Ｒ_0.5+δＭｎ_0.5-δ）_xＯで表されるウルツ鉱型酸化物を有し、前記希土類は、希土類元素から選ばれる少なくとも１種の元素であり、置換量ｘは、０．０４以上０．１５以下の値であり、不定量δは、絶対値で０．１以下の値である。

【0007】

本発明の他の側面に係る圧電デバイスは、上記の圧電材料と、前記圧電材料を挟む一対の電極と、前記圧電材料を、一方の前記電極を介して支持する基板と、を備える。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、酸化亜鉛中の亜鉛を、希土類元素とマンガンとで所定の置換量の範囲で共置換することにより、圧電特性（特に圧電定数ｄ₃₃）を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】ノンドープ酸化亜鉛の結晶構造を模式的に示す説明図である。

【図2】本発明の実施の一形態に係る圧電材料に含まれるウルツ鉱型酸化物の結晶構造を模式的に示す説明図である。

【図3】上記圧電材料を含む圧電デバイスの一例であるＢＡＷフィルタの概略の構成を示す断面図である。

【図4】上記ＢＡＷフィルタの他の構成を示す断面図である。

【図5】実施例および比較例の各薄膜の圧電性能を示す説明図である。

【図6】実施例の代表的なＸＲＤ回折パターンを示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。

【0011】

〔１．圧電材料について〕
図１は、本実施形態の圧電材料の前提となるノンドープ酸化亜鉛（以下、酸化亜鉛はＺｎＯとも称する）の結晶構造を模式的に示す説明図である。ノンドープＺｎＯは、六方晶の単位格子を持つウルツ鉱型の結晶構造を有する。この結晶構造では、亜鉛イオン（Ｚｎ²⁺）からなるＺｎ層と、酸素イオン（Ｏ^2-）からなるＯ層とがｃ軸方向に交互に積層される。Ｏ層は、その上下にある２枚のＺｎ層から等距離の位置よりも、ｃ軸方向にずれた位置に配置される。上記の結晶構造では、外部電界が印加されなくても、ｃ軸に平行な方向に分極ベクトルが生じる。

【0012】

本実施形態の圧電材料は、主成分として、亜鉛、希土類、およびマンガンを含むウルツ鉱型酸化物を有する。ここで、「主成分として、亜鉛、希土類、およびマンガンを含むウルツ鉱型酸化物」とは、本実施形態のウルツ鉱型酸化物が、亜鉛、希土類、マンガン以外の成分（不純物）を含んでいてもよいことを意味する。

【0013】

図２は、本実施形態のウルツ鉱型酸化物の結晶構造を模式的に示す説明図である。本実施形態のウルツ鉱型酸化物は、亜鉛をＺｎ、希土類をＲ、マンガンをＭｎとして、
Ｚｎ_1-x（Ｒ_0.5+δＭｎ_0.5-δ）_xＯ ・・・（１）
で表される。すなわち、本実施形態のウルツ鉱型酸化物は、図１で示したＺｎＯの結晶構造の一部のＺｎ²⁺をＲで置換すると同時に、他のＺｎ²⁺をＭｎで置換した構造を有する。このように、一部の元素を複数種類の元素で同時に置換することを「共置換」と言う。なお、式（１）は、Ｚｎと（Ｒ＋Ｍｎ）との原子濃度の比が（１－ｘ）：ｘであり、ＲとＭｎとの原子濃度の比が（０．５＋δ）：（０．５－δ）であることを示す。なお、原子濃度の比は、モル比と読み替えることもできる。

【0014】

ここで、希土類（Ｒ）は、希土類元素から選ばれる少なくとも１種の元素である。希土類元素は、具体的には、スカンジウム（Ｓｃ）およびイットリウム（Ｙ）の２元素と、ランタノイド系の１５元素との合計１７元素を指す。ランタノイド系の１５元素は、具体的には、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロビウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、およびルテチウム（Ｌｕ）である。希土類（Ｒ）は、上記の１７元素の中から選ばれる１種類の元素であってもよいし、複数の元素であってもよい。

【0015】

上記の式（１）中のｘは、Ｚｎ²⁺をＲおよびＭｎの各イオンで共置換するときの置換量を示す。言い換えれば、置換量ｘは、Ｚｎサイトの全元素に対する、ＲおよびＭｎのトータルの原子濃度の割合を示す。本実施形態では、後述する所望の圧電特性を実現する観点から、置換量ｘは、０．０４以上０．１５以下の値に設定される。

【0016】

上記の式（１）中のδは、後述する所望の圧電特性を実現するにあたって許容される、ＲおよびＭｎの原子濃度のバラツキの範囲（不定量）を示す。不定量δは、具体的には、絶対値で０．１以下の値に設定される。つまり、－０．１≦δ≦０．１である。

【0017】

上記したＭｎは、価数として、２価～７価のいずれかの値を取り得る。したがって、図２において、Ｍｎの価数をｍとすると、ｍ＝２～７のいずれかである。一方、希土類（Ｒ）の価数は主として３価が安定であるが、場合によっては２価を取ったり、Ｃｅのようにさらに４価をも取り得る。したがって、図２において、Ｒの価数をｎとすると、ｎ＝２～４である。

【0018】

本実施形態のように、ＺｎＯの結晶構造のＺｎサイトに含まれる一部のＺｎ²⁺を、ＲおよびＭｎで共置換することにより、ノンドープＺｎＯよりも、結晶構造の電荷バランスが大きく崩れて、分極が大きくなる。その結果、圧電特性（例えばｃ軸に沿った縦方向の圧電定数ｄ₃₃）を向上させることができる。

【0019】

例えば、ノンドープＺｎＯの圧電定数ｄ₃₃は、９～１０ｐＣ／Ｎ程度であることが一般的に知られている。これに対して、式（１）で示すウルツ鉱型酸化物を有する本実施形態の圧電材料では、後述する実施例より、圧電定数ｄ₃₃として１５ｐＣ／Ｎ以上が得られることが確認できている。

【0020】

特に、置換量ｘが０．０４以上０．１５以下の値であることにより、１５ｐＣ／Ｎ以上の圧電定数ｄ₃₃を確実に実現することができる。また、不定量δが絶対値で０．１以下の値であるため、圧電材料の成膜時に成膜条件によってＲおよびＭｎの原子濃度が目標濃度からずれた場合でも、そのズレ（バラツキ）を許容した上で、上記の圧電定数ｄ₃₃を実現することができる。

【0021】

また、本実施形態の圧電材料は、ＺｎＯを主成分とした酸化物である。このため、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）などの圧電材料に比べて、低い成膜温度で成膜可能であり、作製が容易である。また、上記酸化物は、大気などの酸素雰囲気での昇温下でも化学的に安定しているため、この点でも作製が容易である。

【0022】

より高い圧電定数ｄ₃₃を実現する観点では、置換量ｘは、０．０８以上０．１１以下の値であることが望ましい。置換量ｘが上記範囲内の値であれば、１８ｐＣ／Ｎ以上の圧電定数ｄ₃₃を実現できることが、後述する実施例から確認できている。

【0023】

上記希土類は、Ｃｅであることが望ましい。ランタノイド系の元素において、例えば３価のイオンを考えると、原子番号が大きくなるにつれて、イオン半径は小さくなることが一般的に知られている。ランタノイド系の元素の中で、原子番号が２番目に若いＣｅのイオン半径は１．０１×１０^-10ｍ程度であり、原子番号が最も若いＬａのイオン半径は１．０３×１０^-10ｍ程度である。つまり、ランタノイド系の元素の中で、ＣｅはＬａに次いでイオン半径大きい。また、Ｃｅは、上述のように、希土類元素の中でも４価を取り得る。このため、希土類（希土類元素）としてＣｅを用いることにより、結晶構造の電荷バランスを崩して分極を大きくすることが容易となる。その結果、圧電定数ｄ₃₃を容易に向上させることができる。

【0024】

圧電材料の膜厚は、０．１μｍ以上１０μｍ以下であることが望ましい。このような膜厚範囲の圧電材料は、圧電デバイスへの応用に好適である。圧電デバイスとしては、例えばＢＡＷ（Bulk Acoustic Wave；バルク弾性波）フィルタなどの弾性波フィルタ（周波数フィルタ）を考えることができる。

【0025】

〔２．圧電デバイスについて〕
図３は、本実施形態の圧電デバイスの一例であるＢＡＷフィルタ１０の構成を示す断面図である。ＢＡＷフィルタ１０は、基板１上に、下部電極２と、圧電薄膜３と、上部電極４と、をこの順で積層してなり、共振子（共振器）を構成している。

【0026】

基板１は、例えば単結晶Ｓｉ（シリコン）単体からなる半導体基板で構成される。基板１には、空洞（キャビティ）１ａが形成されている。これにより、基板１に束縛されずに圧電薄膜３が振動することが可能となる。下部電極２は、例えば白金（Ｐｔ）で構成されるが、Ｐｔの代わりに、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、イリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）のような金属で構成されてもよい。上部電極４も、下部電極２と同様に、Ｐｔ、Ａｕなどの金属で構成されるが、下部電極２とは異なる金属で構成されてもよい。

【0027】

圧電薄膜３は、図３の例では、１つの層３ａで構成される。層３ａは、本実施形態で説明したウルツ鉱型酸化物を有する圧電材料で形成される。すなわち、上述した本実施形態の圧電材料は、圧電薄膜３に適用される。

【0028】

このように、圧電デバイスとしてのＢＡＷフィルタ１０は、上述した本実施形態の圧電材料（圧電薄膜３）と、上記圧電材料を挟む一対の電極（下部電極２および上部電極４）と、上記圧電材料を、一方の電極（下部電極２）を介して支持する基板１と、を備える。

【0029】

一対の電極により圧電薄膜３に高周波信号を与えると、圧電材料の自発分極の向きに応じて厚さ方向に伝搬する弾性波が励起される。そして、圧電薄膜３の膜厚および組成に応じた周波数で、厚み方向の振動（共振）が起こる。圧電薄膜３では、圧電材料が有する圧電効果により、機械的な振動が電気的な信号に変換される。つまり、圧電薄膜３を共振させることにより、特定の周波数範囲の信号を電気信号として取り出すことができる。

【0030】

例えば携帯電話またはスマートフォンなどのモバイルデバイスで通信を行う場合、アンテナで受信した電波の中から、必要な周波数の電波を取り出すことが必要となる。また、５Ｇと呼ばれる第５世代移動通信システムでは、３．７ＧＨｚ帯、４．５ＧＨｚ帯、２８ＧＨｚ帯の周波数が使用される。本実施形態のＢＡＷフィルタ１０は、圧電薄膜３を薄くすることにより、共振周波数を上げて高周波の信号を取り出すことができる。したがって、本実施形態のＢＡＷフィルタ１０は、特に５Ｇの通信システムを利用するモバイルデバイスに好適となる。

【0031】

図４は、ＢＡＷフィルタ１０の他の構成を示す断面図である。図４のＢＡＷフィルタ１０は、複数の層３ａを積層して圧電薄膜３を形成した以外は、図３で示したＢＡＷフィルタ１０と同様の構成である。図４では、層３ａの数を２つとしているが、３つ以上であってもよい。各層３ａは、本実施形態のウルツ鉱型酸化物で構成される。ここで、各層３ａで置換量ｘが同じであれば、各層３ａは全体として１つの層とみなせるため、図４では、各層３ａにおける置換量ｘは互いに異なるとする。例えば、後述する実施例１～４で示す４つの圧電材料の中からいずれか２つを選択し、各層３ａとして積層することにより、図４のＢＡＷフィルタ１０を構成することができる。なお、圧電薄膜３が３つ以上の層３ａで構成される場合は、少なくとも２つの層３ａの置換量ｘが異なっていればよい。

【0032】

このように、本実施形態の圧電薄膜３を構成する圧電材料は、本実施形態のウルツ鉱型酸化物を複数層有し（複数の層３ａを有し）、各層における置換量ｘは、互いに異なる構成であってもよい。この場合、置換量ｘによって分極値や分極方位等の分極状態が各層毎に異なることになり、全体の圧電薄膜３の周波数に対して積層数の倍数で高周波化させた圧電デバイス（ＢＡＷフィルタ１０）を実現することができる。また分極方位は、一部の層の分極のみを強電界で反転させて構成することも可能である。

【0033】

〔３．実施例〕
次に、本実施形態の圧電材料の具体的な実施例について説明する。
酸化亜鉛（ＺｎＯ）とマンガン酸セリウム（ＣｅＭｎＯ₃）の２個のターゲットを用いた２元スパッタ装置により、置換量ｘの異なるＺｎ_1-x（Ｃｅ，Ｍｎ）_xＯ薄膜を、３００℃に加熱したＰｔ電極（下部電極）付きのＳｉ基板上にスパッタ形成した。スパッタガスとしては、アルゴン（Ａｒ）７５％と酸素（Ｏ₂）２５％との混合ガスを用いた。成膜装置（真空チャンバ）内の気圧は、１Ｐａとした。また、下部電極となるＰｔの厚み１００ｎｍに対して、Ｚｎ_1-x（Ｃｅ，Ｍｎ）_xＯ薄膜を３００ｎｍの厚みで成膜した。用いたＳｉ基板の厚みは、５２５μｍであった。

【0034】

また、ＺｎＯターゲットの入力パワーは１００Ｗとし、ＣｅＭｎＯ₃ターゲットの入力パワーは、図５に示す値とした。なお、置換量ｘは、ＣｅＭｎＯ₃ターゲットの入力パワーを図５のように変化させることによって調整した。

【0035】

図５に、実施例１～４および比較例１～２の各薄膜の圧電性能を上記置換量ｘとともに示す。なお、比較例１は、置換量ｘがゼロの薄膜（つまり、ノンドープＺｎＯ薄膜）であり、比較例２は、置換量ｘが０．１７であるＺｎ_1-x（Ｃｅ，Ｍｎ）_xＯ薄膜である。実施例１～４は、置換量ｘがそれぞれ、０．０４、０．０８、０．１１、０．１５であるＺｎ_1-x（Ｃｅ，Ｍｎ）_xＯ薄膜である。薄膜の圧電性能（圧電定数ｄ₃₃）については、薄膜の上部に厚み１００ｎｍのＰｔ電極（上部電極）をスパッタによりさらに形成し、薄膜に厚み方向の応力を加えたときに発生する電荷を、上部電極を介して検出することによって評価した。

【0036】

成膜した薄膜の結晶構造は、Ｘ線回折（ＸＲＤ：X-ray diffraction）の２θ／θ測定の結果より、ウルツ鉱型結晶構造のｃ軸配向膜であることを確認した。なお、実施例１～４および比較例１～２では、ほぼ同じようなＸＲＤ回折パターンが得られたため、代表として、実施例２の圧電薄膜のＸＲＤ回折パターンを図６に示す。図６より、実施例２の薄膜は、（００２）軸、つまり、ｃ軸に配向した圧電薄膜であることがわかる。これにより、他の実施例１等の圧電薄膜についても、図６に準じてｃ軸配向膜であることが容易に理解できる。また、薄膜の化学組成については、エネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＸ：Energy Dispersive X-ray Spectroscopy）により、Ｚｎ_1-x（Ｃｅ，Ｍｎ）_xＯの組成であることを確認した。

【0037】

図５の結果より、置換量ｘが０．０４以上０．１５以下の範囲では、圧電定数ｄ₃₃が１５ｐＣ／Ｎ以上であり（実施例１～４参照）、純粋なＺｎＯ薄膜（比較例１）よりも圧電定数ｄ₃₃が１．６倍以上向上することが確認された。特に、置換量ｘが０．０８以上０．１１以下の範囲では、圧電定数ｄ₃₃が１８ｐＣ／Ｎ以上であり（実施例２～３参照）、純粋なＺｎＯ薄膜（比較例１）よりも圧電定数ｄ₃₃が２倍以上向上することが確認された。

【0038】

また、ＺｎをＣｅとＭｎとで共置換するときの、ＣｅとＭｎの基準の原子濃度の比を１：１としたとき、実施例１～４では、不定量δが絶対値で０．１以下であり（具体的には絶対値で０．０１以上０．０５以下）であり、ＣｅとＭｎとが基準の原子濃度の比に近い比で薄膜中に存在していることがわかる。つまり、ＺｎをＣｅとＭｎとで共置換する場合でも、ＣｅおよびＭｎの基準の原子濃度からのバラツキが小さい状態で、圧電性能が向上していることがわかる。

【0039】

〔４．補足〕
本実施形態および実施例では、Ｚｎ_1-x（Ｒ，Ｍｎ）_xＯで表されるウルツ鉱型酸化物において、希土類（Ｒ）として、Ｃｅを用いた例について説明したが、Ｃｅ以外の希土類元素を１種または２種以上用いて、ＭｎとともにＺｎを共置換する場合でも、本実施形態と同様の効果が得られることが期待される。

【0040】

本実施形態および実施例では、ＺｎＯを主成分とするウルツ鉱型酸化物において、リチウム（Ｌｉ）の含有量はゼロである。本実施形態では、ウルツ鉱型酸化物がＭｎを含んでいるため、Ｌｉを含まなくても電気絶縁性を高めることができる。つまり、Ｌｉの代わりにＭｎを用いて電気絶縁性を高めつつ、圧電定数ｄ₃₃を向上させることができる。

【0041】

本実施形態では、Ｚｎ_1-x（Ｒ，Ｍｎ）_xＯで表されるウルツ鉱型酸化物を適用可能な圧電デバイスとして、ＢＡＷフィルタ１０を例に挙げて説明したが、本実施形態のウルツ鉱型酸化物は、ＳＡＷ（surface acoustic wave；弾性表面波）フィルタにも適用可能である。

【0042】

本実施形態の圧電材料が適用される圧電デバイスは、ＢＡＷフィルタおよびＳＡＷフィルタなどの周波数フィルタには限定されない。例えば、インクジェットヘッドのアクチュエータ（圧電アクチュエータ）、圧電センサ（振動センサ、ジャイロセンサ、超音波センサ）、赤外線センサ、不揮発性メモリなどにも、本実施形態で説明した圧電材料を適用することが可能である。

【0043】

〔５．付記〕
以上の本実施形態で説明した圧電材料および圧電デバイスは、以下のように表現することができる。

【0044】

付記（１）の圧電材料は、
主成分として、亜鉛、希土類、およびマンガンを含み、亜鉛をＺｎ、希土類をＲ、マンガンをＭｎとして、Ｚｎ_1-x（Ｒ_0.5+δＭｎ_0.5-δ）_xＯで表されるウルツ鉱型酸化物を有し、
前記希土類は、希土類元素から選ばれる少なくとも１種の元素であり、
置換量ｘは、０．０４以上０．１５以下の値であり、
不定量δは、絶対値で０．１以下の値である。

【0045】

付記（２）の圧電材料は、付記（１）に記載の圧電材料において、
ｃ軸に沿った縦方向の圧電定数ｄ₃₃が、１５ｐＣ／Ｎ以上である。

【0046】

付記（３）の圧電材料は、付記（１）または（２）に記載の圧電材料において、
置換量ｘは、０．０８以上０．１１以下の値である。

【0047】

付記（４）の圧電材料は、付記（３）に記載の圧電材料において、
ｃ軸に沿った縦方向の圧電定数ｄ₃₃が、１８ｐＣ／Ｎ以上である。

【0048】

付記（５）の圧電材料は、付記（１）から（４）のいずれかに記載の圧電材料において、
前記希土類が、セリウムである。

【0049】

付記（６）の圧電材料は、付記（１）から（５）のいずれかに記載の圧電材料において、
膜厚が、０．１μｍ以上１０μｍ以下である。

【0050】

付記（７）の圧電材料は、付記（１）から（６）のいずれかに記載の圧電材料において、
前記ウルツ鉱型酸化物を複数層有し、
各層における前記置換量ｘは、互いに異なる。

【0051】

付記（８）の圧電デバイスは、
付記（１）から（７）のいずれかに記載の圧電材料と、
前記圧電材料を挟む一対の電極と、
前記圧電材料を、一方の前記電極を介して支持する基板と、を備える。

【0052】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で拡張または変更して実施することができる。

【産業上の利用可能性】

【0053】

本発明の圧電材料は、弾性波フィルタなどの圧電デバイスに利用可能である。

【符号の説明】

【0054】

１ 基板
２ 下部電極（電極）
３ 圧電薄膜（圧電材料）
３ａ 層
４ 上部電極
１０ ＢＡＷフィルタ（圧電デバイス）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】