蓝宝石衬底上Gd2O3掺杂CeO2氧离子导体电解质薄膜的生长及电学性能

• 作者: 姜雪宁 孟宪芹 张庆瑜 王昊 马小叶
• 来源期刊: 物理学报
• 学科: 物理学
• 关键词: Gd2O3掺杂CeO2电解质薄膜 反应磁控溅射 生长特性 电学性能
• 年，卷（期）: 2008,（3）
• 所属期刊栏目: 凝聚物质:结构、热学和力学性质
• 页码范围: 1851-1856
• 页数: 6页
• 分类号: O4
• 字数: 4891字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3321/j.issn:1000-3290.2008.03.092

摘要

采用反应磁控溅射方法,在(0001)蓝宝石单晶衬底上,制备了纳米多晶Gd2O3掺杂CeO2(GDC)氧离子导体电解质薄膜,采用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)对薄膜物相、结构、粗糙度、表面形貌等生长特性进行了表征,利用交流阻抗谱仪测试了GDC薄膜不同温度下的电学性能;实验结果表明,GDC薄膜为面心立方结构,在所研究的衬底温度范围内,均呈强(111)织构生长;薄膜表面形貌随衬底温度发生阶段性变化:衬底温度由室温升高到300℃时,对应球形生长岛到棱形生长岛的转变,当完全为棱形岛生长时(300℃),生长岛尺寸显著增大;从400℃开始,则发生棱形生长岛到密集球形生长岛的转变,球形生长岛尺寸明显减小.生长形貌的转变反映着薄膜生长初期不同的成核机理,很可能与蓝宝石(13001)面的表面结构随温度变化有关;GDC多晶电解质薄膜的复平面交流阻抗谱主要源于晶界的贡献,根据Arrhenius图求得电导活化能Ea在1.2-1.5 ev范围内,接近于晶界电导的活化能值,并且随衬底温度升高Ea减小(Ea300 > Ea400> Ea600 );电导活化能以及晶粒尺寸不同,导致GDC薄膜电导率随测试温度的变化规律不同.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张庆瑜	大连理工大学三束材料改性国家重点实验室	92	897	16.0	25.0
2	王昊	大连理工大学三束材料改性国家重点实验室	26	261	10.0	15.0
3	孟宪芹	大连理工大学三束材料改性国家重点实验室	3	13	3.0	3.0
4	姜雪宁	大连理工大学三束材料改性国家重点实验室	4	16	3.0	4.0
5	马小叶	大连理工大学三束材料改性国家重点实验室	2	9	2.0	2.0