圧電効果とは何ですか？
圧電効果は、物理的なストレスにさらされると電界または電流を生成する特定の結晶のユニークな特性です。同じ効果も逆に観察することができ、結晶に課された電界がその構造にストレスをかけるでしょう。圧電効果は、さまざまなセンサーおよび回路用途で使用される電気成分であるトランスデューサーに不可欠です。電気機械的デバイスでのアプリケーションの現象の汎用性にもかかわらず、1880年に発見されましたが、約半世紀後まで広範囲に使用されていませんでした。 Types of crystalline structures that exhibit the piezoelectric effect include quartz, topaz, and Rochelle salt, which is a type of potassium salt with the chemical formula of KNaC4H4O6 4H2O.
Pierre Curie, who is famous for winning the 1903 Nobel Prize in physics彼の妻マリーとの放射線の研究のために、diが認められています1880年に兄のジャック・キュリーと一緒に圧電効果をスコイダーズしました。兄弟は当時、電気が結晶を変形させる逆の圧電効果を発見しませんでした。 Franco-Luxembourgishの物理学者であるGabriel Lippmannは、翌年に逆効果の発見を認められており、1883年にLippmann Electrometerの発明につながりました。
圧電効果は、非常に低い電流レベルで数千の電気エネルギー電位差を頻繁に発達させるというユニークな特性を持っています。これにより、ガスオーブンなどのイグニッション機器に火花を生成するための小さな圧電結晶も有用なオブジェクトになります。圧電結晶の他の一般的な用途には、顕微鏡、プリンター、電子時計の正確な動きを制御するための他の一般的な用途が含まれます。
プロ圧電効果が発生するため、クリスタル格子の基本構造に基づいています。結晶は一般に、否定的な電荷と正の電荷が、結晶格子の剛性平面に沿って互いに正確にキャンセルする電荷バランスを持っています。この電荷バランスが水晶に物理的ストレスをかけることで破壊されると、エネルギーは電荷キャリアによって伝達され、結晶に電流が生成されます。逆の圧電効果により、結晶に外部電界を適用すると、中性電荷状態が不均衡になり、格子構造の機械的応力とわずかな再調整が生じます。
2011年の時点で、圧電効果は広く独占されており、クォーツ時計から給湯器、ポータブルグリル、さらにはハンドヘルドライターまで、あらゆるものに使用されています。コンピュータープリンターでは、インクジェットのノズルでわずかな結晶を使用して、インクの流れをブロックします。電流が彼らに適用されると、彼らは変形します、アル慎重に制御されたボリュームで紙に流れるインクは、テキストと画像を作成するために紙に流れます。
圧電効果を使用して、時計のミニチュアスピーカーの音を生成し、ソニックトランスデューサーで、建設業のスタッドファインダーなどのオブジェクト間の距離を測定することもできます。超音波トランスデューサーは、多くのマイクだけでなく、圧電結晶とも基づいています。 2011年の時点で、それらは、チタン酸バリウム、タイタン酸鉛、またはジルコン酸鉛で作られた結晶を使用します。これらは、これらの技術の初期の形態の標準的な結晶であるRochelle塩よりも低い電圧を生成します。
2011年現在の圧電効果を活用する技術の最も先進的な形態の1つは、原子と小分子の構造を視覚的に調べるために使用されるスキャントンネル顕微鏡（STM）のものです。 STMは、ナノテクノロジーの分野における基本的なツールです。 STMで使用される圧電結晶は、スケールで測定可能な動きを生成することができますわずか数メートルのナノメートルまたは10億分の1の