『単結晶』とは？
原子における電子の分布は、ある対称性を持っています。
原子が集まって固体になると、原子の対称性と原子間の結合の対称性のため比較的少ない原子が集まって基本の構造または構造の単位を作り、それが3次元空間で繰り返され、構造全体を構成することになり、結晶と呼ばれる形態になります。
その中で、任意の結晶軸に注目した時、構造体のどの部分においてもその向きが同一であるものを単結晶と呼びます。
構造体の基本物性を純粋に発現できる形態です。
独自結晶の安定育成
一般的なランガサイト型単結晶は、高温下で使用し続けると、性能が劣化してしまう弱点がありました。
弊社では、原料組成、育成条件を最適化し、500℃以上の高温下に曝し続けても、性能が劣化しない結晶を創り出しました。
結晶育成は、坩堝内で原料を融解させ、固液界面の温度勾配を利用し、融液から結晶を引上げるCz(Czochralski:チョクラルスキー)法を用いて、量産しております。
原料組成、雰囲気、温度など育成条件を最適管理することにより、高歩留、高品質の結晶を安定的に育成しております。
【結晶育成装置】
ランガサイト型圧電単結晶とは？
力を与えると電荷を発生する圧電単結晶の一種です。
一般的に天然鉱物、結晶は、地球上で数万年かけて創られますが、
弊社では工業用途に改良を加えた圧電単結晶を数週間の時間で創出しております。
もともとはレーザー結晶として産み出されたランガサイト系単結晶だったのですが、キュリー点を持たない圧電性の特徴に着眼し、
過酷な車載環境にも耐えることができるよう性能を向上させた、独自の結晶を自社で育成しております。
また、時計製造で培った高精度加工技術を用い、育成した結晶から、
素子形状までの一貫生産を行い結晶の持つポテンシャルを引き出しております。
高信頼性、高耐久性が求められる車載製品は、弊社の高精度加工技術により成り立っております。
結晶だけでなく、金属材料、脆性材料などにも、高精度加工技術を活かし、完成に至りました。
この時計部品製造から車載製品を実現した技術を他の材料にも、ご提供可能です。
詳しく話を聞きたいなど、ご要望がございましたら、下記『お問い合わせフォーム』より、ご連絡お願い致します。
圧電単結晶の電荷発生原理
圧電単結晶に力を加えると、結晶内に配置されたイオンの位置がわずかにズレる事で、双極子が持つ分極に変化が生じます。
結晶内の構造に変化が生じている間、空間電荷が変化した電荷を補正する為、結晶表面に電圧が発生します。
発生する電圧の大きさは、加えられる力の大きさに比例します。
力を与えた時に電圧を発生する現象は、圧電効果と呼ばれ、
電圧が発生する方向と、外部からの力が印加される方向が同一の場合は、『圧電縦効果』
電圧が発生する方向と、外部からの力が印加される方向が垂直の場合は、『圧電横効果』
と呼ばれます。
『圧電縦効果』の原理
『圧電横効果』の原理
上図は『Quora』より引用
ランガサイト型圧電単結晶の特性
・融点(約 1500℃)までキュリー点を持たず、安定的な物理特性を維持
・実測にて1000℃まで圧電特性を発現(外部報告情報)
・低温、高温においても一定の圧電定数を有する
・SiO2と比較して、約3倍の出力(圧電定数)を有する
・三方晶系、点群:32、空間群:P321の結晶構造をしており、圧電性のみを有する
ランガサイト型圧電単結晶の販売
車載化を実現したランガサイト型圧電単結晶の販売も行っております。
インゴットの状態は、径∮2inch、∮3inchをご用意しております。
また、長方形基板や円形基板に加工した形でもご提供致します。
「サイズ」、「結晶方位」をご指定ください。
●結晶素子基板参考取扱仕様
| 結晶方位 | Xカット,Yカット,Zカット |
| サイズ(mm) | 角形：1×1~70×70 円形：∮1~∮3inch 厚さ：0.5~100 ※上記範囲内で自由なサイズで製作致します 結晶方位によって対応できるサイズに限界はございます |
| 表面状態 | 鏡面研磨(LAP研磨) |
| 電極膜 | Ti＋Au |
※上記を標準にしておりますが、希望サイズ基板にてご提供しております。
※穴開け加工なども承ります。
●御見積
下記お問い合わせフォームより、サイズ、結晶方位、表面状態、数量等をお問い合わせお願い致します。
その他、ご要望やご不明な点などございましたら、併せてお知らせお願い致します。
知的財産
弊社、ランガサイト型圧電結晶は各国の特許で保護されております。
| 国名 | 特許番号 |
| 日本 アメリカ ロシア 中国 台湾 |
6498301 10793968 2686900 ZL201680048382.2 I637086 |
| オーストリア スイス ドイツ フランス |
6498301 |