[發明專利]駐極體

在審

• 申請號: 202011456060.6
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN113061030A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 小澤宜裕;松下規由起;加納一彥;田中優實;丸山智也;岡本裕司;森岡直也;齊木克祥
• 申請（專利權）人: 株式會社電裝;學校法人東京理科大學
• 主分類號: C04B35/50
• 分類號: C04B35/50;C04B35/622;C04B35/63
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 左路;楊仁海

本發明公開了一種駐極體(1)，其包括具有ABO₃型鈣鈦礦結構的復合氧化物，所述ABO₃型鈣鈦礦結構含有兩種不同的金屬元素A和B。該復合氧化物處于極化狀態，金屬元素A和B之一的至少一部分被化合價低于金屬元素A和B之一的摻雜元素取代，并且該復合氧化物具有4eV或更高的帶隙能量。

技術領域

本公開涉及一種駐極體。

背景技術

作為將環境中存在的能量轉換為電力的能量收集技術，已經研究了使用駐極體的振動發電元件等的實際應用。作為駐極體的構成材料，例如，通常使用諸如氟樹脂的有機聚合物材料。盡管有機聚合物材料在薄膜形成中具有諸如形狀自由度和膜厚度的優異可控性的優點，但是由于是有機物質，在高溫環境中存在對表面電位的熱穩定性和性能隨時間劣化的擔憂。

另一方面，已經研究了使用在高溫下具有優異穩定性的無機化合物材料形成駐極體。例如，JP 6465377 B2提出了一種使用燒結體的駐極體材料，該燒結體具有六方羥基磷灰石的晶體結構并且氫氧根離子含量低于具有化學計量組成的羥基磷灰石。該燒結體是通過在高于1250℃且低于1500℃的高溫下對由羥基磷灰石粉末制成的成型產物進行燒結和脫水而獲得的，并且人們認為由于氫氧根離子的缺陷，在極化處理之后表達(express)高的表面電位。

發明內容

在6465377 B2的駐極體材料中，當羥基磷灰石在高溫下脫水時，一部分羥基磷灰石變成氧化羥基磷灰石并且出現晶體缺陷。在那種情況下，盡管可以根據處理條件等在某種程度上調節脫水量，但是難以精確地控制脫水量。定量評估裝置形狀中的缺陷量也很困難。因此，難以控制在磷灰石結構中產生的缺陷的量，并且并不總是容易地獲得具有期望表面電位的駐極體。

鑒于上述主題，本公開的目的是提供一種駐極體，該駐極體具有優異的熱穩定性，晶體缺陷量可控，并且在使用環境中具有穩定的特性。

根據本公開的一個方面的駐極體包括具有ABO₃型鈣鈦礦結構的復合氧化物，所述ABO₃型鈣鈦礦結構含有兩種不同的金屬元素A和B，該復合氧化物處于極化狀態，金屬元素A和B之一的至少一部分被化合價(valence)低于金屬元素A和B之一的摻雜元素取代，并且復合氧化物具有4eV或更高的帶隙能量。

具有以上構造的駐極體使用ABO₃型復合氧化物，并且通過用具有較低化合價的摻雜元素取代至少一種金屬元素的一部分來引入氧缺陷。因此，通過控制摻雜元素的取代量，可以控制推測有助于表達表面電位的缺陷量。進一步地，作為無機介電材料的復合氧化物是熱穩定的并且具有4eV或更高的高帶隙能量，使得可以增加極化處理期間的介電擊穿電壓。因此，可以通過在加熱條件下施加高電壓來獲得高表面電位，并且駐極體在高溫環境和長期使用中具有穩定的特性。

如上所述，根據以上方面，可以提供一種駐極體，該駐極體具有優異的熱穩定性，晶體缺陷量可控，并且在使用環境中具有穩定的特性。

附圖說明

根據以下參照附圖進行的詳細描述，本公開的以上和其他目的、特征和優點將變得更加明顯。在圖中：

圖1是用于解釋第一實施方案中的駐極體的示意性構造和極化方法的示意圖；

圖2是用于解釋根據實施例的駐極體極化方法的具體實例的示意圖；

圖3是示出了實施例中的Ca取代量與表面電位的關系的圖；并且

圖4是示出了實施例中的Ca取代量與表面電位的關系的圖。

具體實施方式

(第一實施方案)