立方相Y掺杂ZrO2纳米晶薄膜的制备与辐照效应研究

无机材料学报, 2015, 30(6): 593-598. doi: 10.15541/jim20140651

立方相Y掺杂ZrO2纳米晶薄膜的制备与辐照效应研究

王卡 ^1, , 万康 ^2, , 张静 ^3, , 陈林 ^4, , 陈琼 ^5, , 常永勤 ^6, , 龙毅 ^7,

1.北京科技大学材料科学与工程学院,北京,100083

2.北京科技大学材料科学与工程学院,北京,100083

3.北京科技大学材料科学与工程学院,北京,100083

4.北京科技大学材料科学与工程学院,北京,100083

5.北京科技大学材料科学与工程学院,北京,100083

6.北京科技大学材料科学与工程学院,北京,100083

7.北京科技大学材料科学与工程学院,北京,100083

基金项目: 国家自然科学基金(50502005,11175014) 新世纪优秀人才计划(NCET-07-0065) National Natural Science Foundation of China (50502005,11175014) Program for New Century Excellent Talents in University (NCET-07-0065)

关键词： ZrO2纳米晶薄膜 , 溶胶-凝胶法 , 立方相 , 辐照效应

Fabrication and Irradiation of Nanocrystalline Yttrium-stabilized Cubic ZrO2 Film

Keywords： nanocrystalline ZrO2 film , Sol-Gel , cubic phase , irradiation effect

采用溶胶-凝胶结合旋涂法在单晶Si衬底上制备了立方相Y掺杂ZrO2纳米晶薄膜(YSZ),并分析了制备工艺参数对YSZ成膜的影响.采用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射和透射电镜等手段对样品进行了表征和分析.结果表明,加入PVA作为分散剂、采用分级干燥工艺以及提高匀胶转速可大大提高YSZ薄膜的成膜质量,制备的YSZ薄膜表面十分平整,没有出现裂纹.YSZ薄膜为立方相结构,没有出现其它相.薄膜由平均晶粒尺寸为9.4 nm的纳米晶组成,薄膜的厚度约为60 nm.在室温条件下,低剂量的Xe离子辐照YSZ薄膜后出现微裂纹,而当辐照剂量比较高时,由于热峰效应,辐照引起的微裂纹逐渐发生愈合.并且,随着辐照剂量的增加,YSZ薄膜的平均晶粒尺寸增大.

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