姜雪宁
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孟昕
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孟宪芹
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张庆瑜
功能材料
利用反应磁控溅射方法在蓝宝石单晶衬底上制备了调制周期相同、周期数不同的GDC/YSZ纳米多层薄膜,采用X射线衍射、原子力显微镜对薄膜结构、粗糙度、生长形貌进行了表征,利用交流阻抗谱仪测试了多层薄膜不同温度下的电学性能。结果表明衬底上首层薄膜是整个多层膜的生长模板,首先沉积GDC时多层膜呈无规则生长而首先沉积YSZ时多层膜为（111）织构;GDC/YSZ多层膜的生长是一个逐渐粗糙化的过程,随着薄膜厚度的增大（周期数的增多）,多层膜粗糙度与晶粒尺寸增大;随着周期数的增多,多层膜电导率逐渐增大,但电导活化能基本保持不变（约1.3eV）;在500～800℃下退火,多层膜结构稳定,但由于薄膜晶粒长大,导致其电导率小幅降低（降低百分比〈5%）。
关键词:
GDC/YSZ多层薄膜
,
周期数
,
生长形貌
,
电学性能
,
结构稳定性
孟昕
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孟宪芹
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姜雪宁
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庞胜利
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李向楠
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张庆瑜
功能材料
采用反应射频磁控溅射技术在(0001)蓝宝石基片上制备了不同调制结构的(GDC/YSZ)12多层氧离子导体电解质薄膜.利用电子探针微区分析技术测得薄膜的摩尔质量比为m(Zr):m(Y)=5.73:1、m(Ce):m(Gd)=4.12:1;X射线衍射(XRD)与小角X射线反射(XRR)结果表明,GDC/YSZ调制比为5:1、2:1和1:2的样品(A1～A3)具有好的超晶格结构,而A4样品未形成超晶格结构;原子力显微镜形貌分析结果表明多层膜呈密集岛状生长形貌,与GDC、YSZ单层膜比较,多层膜生长岛尺寸减小,密度增大,表面粗糙度明显减小;电学性能测试与理论分析结果表明,界面缺陷使多层膜电导率提高,而GDC成分增多,则超晶格多层膜电导率增大.
关键词:
GDC/YSZ多层薄膜
,
结构
,
表面形貌
,
电学性质
