⚙️ 圧電アクチュエータ技術 / Piezoelectric Actuators

Piezoelectric Actuators – Thin-film, MEMS, Next Applications

📖 概要 / Overview

圧電アクチュエータは、電気エネルギーを機械的変位や力に変換する素子です。
Piezoelectric actuators convert electrical energy into mechanical displacement or force.

従来の厚膜PZT素子に加えて、薄膜・MEMSプロセスを利用した新型アクチュエータが注目されています。
Beyond traditional thick-film PZT devices, new thin-film and MEMS-based actuators are gaining attention.

🔬 主なタイプ / Major Types

🖨 マイクロアクチュエータ / Micro Actuators

MEMS圧電薄膜を利用した駆動素子 Actuators based on MEMS piezoelectric thin films
光学レンズ駆動、マイクロポンプ、精密ステージに応用 Applied to optical lens driving, micropumps, precision stages

💧 インクレス駆動素子 / Inkless Actuators

インクジェット以外の用途を意識した薄膜圧電素子 Thin-film actuators designed beyond inkjet use
医療用マイクロ流体、ディスプレイ、AR/VRデバイスに応用 Applications in medical microfluidics, displays, AR/VR devices

⚡ 高出力アクチュエータ / High-power Actuators

KNN, BNTなど非鉛ペロブスカイトで高駆動力 High drive force using lead-free perovskites such as KNN, BNT
車載・ロボティクス用途に適用可能 Potential for automotive and robotics applications

📐 模式図 / Schematic

graph TD
  A[Micro Actuators] --> B[MEMS Lenses, Micropumps]
  C[Inkless Actuators] --> D[Displays, AR/VR, Microfluidics]
  E[High-power Actuators] --> F[Automotive, Robotics]

⚖️ 材料選択のポイント / Material Selection Points

タイプ / Type	推奨材料 / Recommended Materials	特徴 / Features
マイクロ / Micro	ScAlN, AlN	CMOS互換、小型化 CMOS compatible, miniaturization
インクレス / Inkless	ScAlN, PVDF	柔軟、低電圧駆動 Flexible, low-voltage operation
高出力 / High-power	KNN, BNT, PZT	大変位、高駆動力 Large displacement, high driving force

🔮 展望 / Future Directions

CMOS-MEMS統合 / CMOS-MEMS Integration: SoCとの一体化 Integration with SoC for compact systems
ナノ構造設計 / Nanostructure Design: 応力緩和・高効率化 Stress relaxation and efficiency improvement
新応用分野 / New Applications: 医療デバイス、エネルギーハーベスティング、アクティブ光学素子 Medical devices, energy harvesting, active optics

👤 著者・ライセンス / Author & License

項目 / Item	内容 / Details
著者 / Author	三溝真一（Shinichi Samizo）
GitHub	Samizo-AITL
ライセンス / License	教育目的での再配布・改変自由 / 商用利用は要許可