沉积温度对Gd掺杂CeO2电解质薄膜生长及电学特性的影响

无机材料学报, 2008, 23(5): 912-916. doi: 10.3321/j.issn:1000-324X.2008.05.010

沉积温度对Gd掺杂CeO2电解质薄膜生长及电学特性的影响

马小叶 ^1, , 姜雪宁 ^2, , 孟宪芹 ^3, , 庞胜利 ^4, , 孟昕 ^5, , 张庆瑜 ^6,

1.大连理工大学三束材料改性国家重点实验室,大连,116024

2.大连理工大学三束材料改性国家重点实验室,大连,116024

3.大连理工大学三束材料改性国家重点实验室,大连,116024

4.大连理工大学三束材料改性国家重点实验室,大连,116024

5.大连理工大学三束材料改性国家重点实验室,大连,116024

6.大连理工大学三束材料改性国家重点实验室,大连,116024

基金项目: 辽宁省自然科学基金(20052179) 国家自然科学基金(50502010)

关键词： Gd掺杂CeO2电解质薄膜 , 反应磁控溅射 , 薄膜生长 , 电学特性

Influence of Deposition Temperature on Growth and Electrical Properties of Gd-doped Ceria Electrolyte Films

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,薄膜的牛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.

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