電気屋には専門家気取りが多いんやないかて想像されるけども、専門外のことがさっぱり分からんではあんまし役には立たん。例えば今回採り上げる圧電効果かて、半導体屋と無関係とは違う。格子定数の異なる半導体同士のヘテロ接合によって半導体結晶にひずみを導入した場合、通常は静水圧ポテンシャルによるバンド構造の変化が見られるだけやけど、閃亜鉛鉱構造やウルツ鉱構造のように結晶に反転対称性のない半導体では圧電効果によって内部に電気分極が発生する。
この際、伝導電子は音響フォノンと強い相互作用を示して、電子の移動度は電子の有効質量の２分の３乗と絶対温度の２分の１乗に逆比例するようなる。この効果を利用して、超音波発振やその増幅が行われたりするそうや。
圧電効果
piezoelectric effect
反転対称性のない結晶構造を持つ結晶の特定の方向に応力を印加したとき、その応力に比例する電気分極が発生する現象のこと。また、そのような結晶に外部から電場を印加した場合、その電場に比例するひずみ応力が発生する現象のこと。後者を逆圧電効果と呼び、前者の圧電効果とは可逆的な物理現象である。
この可逆性を利用して、電気音響変換器などへ応用されている。
［詳説１］電場（または電気分極）とひずみとの間の比例定数を圧電率と呼び、圧電率は一般に電場やひずみなどと同様に18個の成分を持つ３階のテンソルで示される。但し、結晶の対称性が高くなると、０でない成分の数が減少し、反転対称性のある結晶では全成分が０となり、圧電効果は現れない。
圧電効果を示す代表的な物質はクリスタルレシーバに用いられるロシェル塩の他に、チタン酸バリウムなどが有名である。
［詳説２］圧電効果は半導体物性を大きく変化させる場合がある。閃亜鉛鉱型構造やウルツ鉱型構造の半導体における電子と音響フォノンと相互作用は、電気分極を伴う弾性ひずみに起因するもので、特に高温でその相互作用は顕著となる。
圧電効果は一部の高分子材料にも見られる。テフロンなどに高温雰囲気下で電場を印加してから冷却し、またはコロナ放電処理によって電荷を与えるなどして自発電気分極を持たせたものがエレクトレットで、音楽録音や生録用のエレクトレットコンデンサマイクロホンに応用されている。（本文ここまで）
電気音響工学なんか、それこそオーディオに興味がなかったら卒業したらすぐに酒呑んで忘れてまうやろう。特にマイクロホンなんかはほぼ完成した技術なんで、マニアでもなかったら鼻も引っ掛けてくれんのやなかろうか？（つづく）
