産総研：レアアースを添加せずに窒化物で世界最高水準の圧電性能を実現
http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2016/pr20160318/pr20160318.html


ポイント

•窒化アルミニウムにマグネシウムとニオブを添加して世界最高水準の性能を持つ圧電材料を開発
•レアアースのスカンジウムを使わずに安価なマグネシウムとニオブで圧電性能を向上
• 次世代通信機器用の高周波フィルターやセンサーネットワークへの利用に期待


概要

　国立研究開発法人 産業技術総合研究所【理事長 中鉢 良治】（以下「産総研」という）製造技術研究部門【研究部門長 市川 直樹】センシング材料研究グループ上原 雅人 主任研究員と秋山 守人 副研究部門長らは、株式会社 村田製作所【代表取締役社長 村田 恒夫】（以下「村田製作所」という）と共同で、高価な元素を使わずに、窒化物として世界最高水準の性能をもつ圧電材料を開発した。

　圧電材料である窒化アルミニウム(AlN)は高いQ値を持つため、モバイル通信用のFBAR高周波フィルターに使用されているが、今後の通信方式の進化に向けて圧電性能の向上が求められている。
レアアースの一つであるスカンジウム(Sc)を窒化アルミニウムに添加すると飛躍的に圧電性能が向上するが、スカンジウムは非常に高価であり、代替できる元素の探索が行われてきた。

　今回、窒化アルミニウムに安価なマグネシウム（Mg）とニオブ（Nb）を同時に添加することで、スカンジウム添加窒化アルミニウムと同等レベルの圧電性能を実現した。
この性能は窒化物の圧電材料としては世界最高水準であり、レアアースを含まずに安価に製造できるため、次世代の高周波フィルターへの応用が期待される。
また、膨大なセンサーが必要とされるIoTやスマートマニュファクチャリングなどのセンサーネットワークの実現に向けたキーデバイスとしての利用が考えられる。

　なお、この技術の詳細は、平成28年3月19日に東京工業大学（東京都目黒区）で開催される第63回応用物理学会春季学術講演会で発表される。

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