反応性スパッタ法によるイットリア安定化ジルコニア薄膜の作成とその諸特性

概要

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イットリア安定化ジルコニア(YSZ)は、耐熱性、耐食性、耐摩耗性、イオン導電性を示し、耐熱材料、燃料電池用固体電解質、ガスセンサなど広く応用されている。本研究ではZr金属板とY_2O_3焼結体の複合ターゲットを用いた反応性スパッタ法により、YSZ薄膜を作成し、その結晶学的特性、電気的特性、機械的特性について検討している。X線回折測定により、イットリアによって安定化させられたジルコニアは、単斜晶から、正方晶や立方晶への相転移が観察された。XPSにより、YSZ薄膜中のイットリウム含有量は、Y_2O_3焼結体の増加に伴って増えることが確認された。より多くのイットリウムを含んだ膜は、500℃で、より低い抵抗を示した。機械的硬度は、イットリウムを含む膜では高くなることが観察された。まとめると、Y_2O_3焼結体を含んだZr金属ターゲットを用いて、結晶性YSZ薄膜が容易に得られることが分かった。酸素センサや、薄膜電池などの電子デバイスや、コーティング膜などの応用が期待される。
2001-10-19