可用于氧气传感器的新型高离子电导YSZ薄膜制备方法

摘要

基于微机电系统的氧化钇稳定氧化锆（YSZ）薄膜氧气传感器因其小型化、集成化优势而成为新一代氧气传感器的最佳技术路线.集成化小型化的关键在于获取工作温度低，离子电导率高的YSZ薄膜.本工作探究了脉冲激光沉积技术在降低YSZ薄膜工作温度和提高其离子电导率方面的应用；通过在高真空下采用脉冲激光沉积技术，多次沉积与原位氧退火交替实施获取了厚度约为200 nm的YSZ薄膜，分析了沉积与退火温度对薄膜结构、成分、电学性能和氧气气敏性能的影响.此外，本文还验证了氧离子在氧空位中传输是薄膜的主要传导机制，且具有较低的氧离子激活能0.227 eV，最后进行了氧气敏感测试.结果表明：采用PLD法可将YSZ薄膜的工作温度从1073 K降低至873 K，这为基于MEMS的微型YSZ薄膜氧气传感器的研发进行了有效探索.

关键词

脉冲激光沉积 / YSZ薄膜 / 离子电导 / 氧气敏感特性