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作者：张靖松;曹林洪;王进;符亚军;蒋玉苹;唐维;
单位：西南科技大学材料与化学学院;四川省军民融合研究院;
摘要：YSZ薄膜氧气传感器的微型化和高灵敏度是其未来的发展趋势，厘清氧离子在薄膜中的输运机制是提高氧气传感性能的关键。鉴于此，本研究采用脉冲激光沉积技术在单晶Si(100)衬底上制备了YSZ薄膜，并采用X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱等技术研究了薄膜制备工艺对其成分、结构和导电特性的影响。研究结果显示YSZ薄膜结构呈多晶立方相，退火温度对YSZ薄膜的性质有显著的调控作用。一方面，高温退火使薄膜的平均晶粒尺寸显著增大，因而能大幅提高薄膜的电导率；另一方面，退火又调控了薄膜中的Zr、Y、O元素的含量比，且当O含量增加时，薄膜的电导率降低。此外，本研究还表明，YSZ薄膜经高温退火(T≥1073 K)后，呈现典型固体电解质的离子导电特性。进一步地，在313 K至873 K范围内，YSZ薄膜具有两个温度拐点，预示其存在三种导电机制。经计算，YSZ薄膜在高温段的激活能与文献报道相符。本研究对脉冲激光沉积制备特定需求的YSZ薄膜提供了一定的技术参数。
关键词：脉冲激光沉积;;YSZ薄膜;;离子电导;;退火温度
基金资助：西南科技大学博士学位基金资助项目(19ZX7131,18ZX7132);; 四川省自然科学基金青年基金资助项目(2022NSFSC2014)
