氧化铋薄膜的制备及退火温度对其物相和表面形貌的影响-论文.pdf

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1、第37卷第2期机械工程材料VoL37No．22013年2月MaterialsforMechanicalEngineeringFeb．2013氧化铋薄膜的制备及退火温度对其物相和表面形貌的影响陈瑞芳，徐瑞丽，刘海霞，花银群，崔晓(江苏大学I．机械工程学院；2．材料科学与工程学院，镇江212013)摘要：采用传统陶瓷烧结工艺，制备了直径为50Inm、厚度为3mm的Bi2O。陶瓷靶，利用该陶瓷靶和射频磁控溅射技术在Si(111)J1-体上制备了氧化铋薄膜，研究了溅射压力为0．8Pa时的氧分压对薄膜物相的影响，并探讨了

2、退火温度(350~550。C)对薄膜的物相和表面形貌的影响。结果表明：随着氧分压从0增大到0．36Pa，薄膜由BiO相逐渐变成a—Bi。O。相；随着退火温度的升高，薄膜中出现了新的物相，仍为多相结构，不同相的衍射峰半高宽变化有增有减；薄膜的晶粒尺寸随退火温度的升高而增大。关键词：氧化铋；薄膜；磁控溅射；退火温度中图分类号：TB43文献标志码：A文章编号：1000—3738(2013)02—0013—04PreparationofBismuthOxideFilmsandEffectsofAnnealingTemp

3、eratureonPhaseandSurfaceMorphologyCHENRui—fang，XURui—li，LIUHai-xia2，HUAYin-qun，CUIXiao2(1．SchoolofMechnaicalEngineering；2．SchoolofMaterialsScienceandEngineering，JiangsuUniversity，Zhenjiang212013，China)Abstract：Bi203ceramictargetswith50mmindiameterand3Himinth

4、icknesswerepreparedbythetraditionalsolid-statesinteringprocess．BismuthOxidefilmsweredepositedonSi(111)substratebyRF．magnetronsputteringusingBizO3ceramictargets．Theeffectofpartialpressureofoxygenonthephasecompositionwhentotalsputteringpressurewas0．8Pa，andthee

5、ffectofannealingtemperature(350～550oC)onthephasecompositionandsurfacemorphologyofbismuthoxidefilmswereinvestigated．Theresultsindicatethatwiththeincreaseofoxygenpartialpressurefrom0to0．36Pa，thephasecompositionchangedfromBiOstructuretou-Bi203structuregradually

6、．Newphasesappearedinfilmswiththeannealingtemperaturerising，butitwasstillmultiphasestructure．Thefull-widthofthediffractionpeakathalgheightofdifferentphasesdisplayedvariouschange．ThegrainsizeoffilmstendedtOincreasewithannealingtemperaturegoingup．Keywords：bismu

7、thoxidefilm；magnetronsputtering；annealingtemperature极材料以及改善碱性Zn／MnO。电池可充电性能的O引言添加剂等l1]。Biz()3主要有4种相结构，即单斜相氧化铋(BiOa)的晶体结构中含有大量的氧空的a—Bi。O。、四方相的f}_BiO。、体心立方相的7-位，可用来制造各种固体氧化物燃料电池和氧传感BiO。和面心立方相的6一Bi。O。。另外还存在六方器等。同时，Bi。O。也是化学电源中常用的活性物晶系的BiO，四方结构的Bi。o2．和Bi2oz．。。。氧

8、化铋薄膜制备的方法和条件对其晶体结构和表面形貌质，如作为无锌电池优良的缓蚀剂、锂离子电池的电具有十分重要的影响，现常用的制备方法有磁控溅射法[引、化学气相沉积法(CVD)E、脉冲激光法收稿日期：2012—02—22；修订日期：2012—10—01基金项目：江苏省六大人才高峰基金资助项目(2010-JXQC069)；江(PLD)[5]以及溶胶一凝胶法(sol—ge1)_6等。苏大学高级人