2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、傾斜沉積技術(shù)(GlancingAngleDeposition,GLAD)是一種將傳統(tǒng)的薄膜真空沉積與可控的襯底轉(zhuǎn)動結(jié)合起來的新穎、有效的薄膜制備方法。采用GLAD可制備出各種形狀的納米結(jié)構(gòu)薄膜,如傾斜柱狀,之字形,C形,螺旋狀和豎直的柱狀結(jié)構(gòu)等,這些薄膜具有高孔隙率、大比表面積和各向異性等優(yōu)越的性質(zhì),存在廣泛的潛在應(yīng)用,包括催化,光子晶體器件,傳感器,太陽能電池,微流體等。
   在薄膜制備過程中,所采用的制備方法和沉積參數(shù)的不

2、同,將導(dǎo)致薄膜生長行為的變化,進而影響薄膜的微結(jié)構(gòu)和物理性能。磁控濺射具有濺射速率高、基底溫度低和適合大面積成膜等優(yōu)點,已成為一項成熟的工業(yè)化生產(chǎn)的薄膜制備技術(shù)。研究磁控濺射傾斜沉積方法中的各種工藝參數(shù)對薄膜性能的影響具有十分重要的意義,可以為進一步理解薄膜的生長機制提供更多的信息,具有一定的應(yīng)用與參考價值。
   本文采用反應(yīng)磁控濺射傾斜沉積(GLAD)的方法制備了多孔柱狀晶的ZrO2和YSZ薄膜,研究了各種工藝參數(shù)(沉積角、

3、功率和靶基距)對薄膜沉積速率、光學(xué)和結(jié)構(gòu)性能的影響;并將多孔YSZ薄膜用作SOFC電解質(zhì)與陰極功能層之間的過渡層,研究了單電池的性能。通過實驗和分析得到了以下結(jié)論:
   1、傾斜沉積的薄膜是傾斜的柱狀晶結(jié)構(gòu),柱狀晶的直徑小于200nm,柱狀晶之間存在空隙,空隙寬度小于100nm。這種傾斜的柱狀結(jié)構(gòu)是由原子陰影效應(yīng)和較低的原子遷移率導(dǎo)致的。
   2、增大沉積角和增加靶基距均可使薄膜的透過率增加,折射率減小,孔隙率增大,

4、沉積速率減小。不同的是增大沉積角會增大柱狀傾斜角,而增加靶基距會減小柱狀傾斜角。濺射功率對ZrO2薄膜的透過率、折射率以及微結(jié)構(gòu)影響不大。當(dāng)沉積角為75°時可制備出折射率為1.56,孔隙率為41.7%的ZrO2薄膜。
   3、當(dāng)靶基距為11.0cm時,不同沉積角條件下制備的ZrO2薄膜均屬于四方相,平均晶粒大小在10nm左右;隨著沉積角的增加,最強衍射峰面由(110)變?yōu)?101),說明沉積角大小的改變在一定程度上可以改變Zr

5、O2薄膜中某些晶粒的取向。靶基距為6.5cm時制備的ZrO2薄膜出現(xiàn)了單斜晶相的衍射峰,而當(dāng)靶基距增大到8.0cm時單斜相的衍射峰減弱,幾乎觀察不到,說明靶基距對ZrO2薄膜晶相的組成有一定的影響。
   4、多孔YSZ過渡層使單電池的歐姆阻抗增大,極化阻抗減小,但是并沒有顯著提高單電池的功率密度。在帶電解質(zhì)的半電池片上沉積的多孔YSZ膜是具有十分細小的傾斜柱狀結(jié)構(gòu),柱狀晶之間的空隙小于200nm,在進行了1150℃燒結(jié)和電池測

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