马春雨
,
李智
,
张庆瑜
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2007.00742
采用反应射频磁控溅射法在 Si(100)基片上制备了ZrO2薄膜, 通过高分辨电子显微镜、原子力显微镜, 研究了沉积工艺参数(主要包括氧分压和沉积温度)对ZrO2薄膜的表面形貌和微结构的影响. 研究结果显示: 氧分压和沉积温度是影响ZrO2薄膜生长行为的重要因素. 随氧分压的增大, ZrO2薄膜的表面粗糙度近乎呈线形增加的趋势, ZrO2薄膜微结构演化过程是a-ZrO2(非晶)→a-ZrO2和少量m-ZrO2(单斜)→m-ZrO2和少量t-ZrO2(四方)→m-ZrO2; 随沉积温度从室温升高到550℃, ZrO2薄膜微结构演化过程是a-ZrO2(<250℃)→m-ZrO2和少量a-ZrO2(450℃)→m-ZrO2和少量t-ZrO2(550℃); 此外, 根据薄膜微结构和表面形貌的研究结果, 探讨了沉积温度对薄膜生长行为的影响及其物理机制.
关键词:
ZrO2薄膜
,
RF magnetron sputtering
,
film growth
,
microstructure
马小叶
,
姜雪宁
,
孟宪芹
,
庞胜利
,
孟昕
,
张庆瑜
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2008.00912
采用反应射频磁控溅射技术, 在非晶石英衬底上不同温度下制备了纳米多晶Gd掺杂CeO2(简称GDC)氧离子导体电解质薄膜, 采用X射线衍射仪、原子力显微镜对薄膜物相、晶粒大小、生长形貌进行了表征, 利用交流阻抗谱仪测试了GDC薄膜的电学性能. 结果表明, GDC薄膜生长取向随沉积温度而变化: 300～400℃时为强(111)织构生长, 而500～600℃时薄膜趋于无规则生长; 随着沉积温度的升高, 薄膜的生长形貌由同一取向的大棱形生长岛转变为密集球形小生长岛; GDC多晶薄膜的电导活化能约为1.3eV, 接近于晶界电导活化能值, 说明GDC交流阻抗主要源于晶界的贡献; 晶界空间电荷效应导致GDC薄膜电导率随晶粒尺寸而变化, 晶粒尺寸越小, 电导率越大.
关键词:
Gd掺杂CeO2电解质薄膜
,
reactive magnetron sputtering
,
film growth
,
electrical properties
