نویسندگان

دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

  در این مقاله، لایه ­ های نازک Ba0/5Sr0/5Co0/8Fe0/2O3-δ (BSCF) روی زیر لایه 3 (STO) SrTiO (100) به روش لایه نشانی لیزر پالسی ( PLD ) در فشارهای مختلف اکسیژن لایه نشانی شد. برای تهیه لایه ‌های نازک، از نانوذرات پودر BSCF که با روش سل-ژل با هدف کاربرد در ساخت کاتد پیل سوختی اکسید جامد تهیه شدند، استفاده شد. ساختار بلوری نمونه ­ ها­ توسط پراش پرتو X ، (XRD) مطالعه شد. نتایج XRD نشاندهنده ساختار مکعبی برای نمونه حجمی و لایه­های نازک بود. مورفولوژی سطح لایه­ها توسط میکروسکوپ نیروی اتمی ( AFM ) بررسی شد که بیانگر افزایش زبری سطح (RMS) نمونه­ها با افزایش فشار اکسیژن بود. اندازه­گیری مقاومت الکتریکی به روش چهار نقطه­ای برای نمونه حجمی و لایه­های نازک، به ترتیب از دمای اتاق تا دمای 600 º C و 800 º C در هوا انجام شد. با افزایش دما تا 400 ºC ، افت شدید مقاومت نسبت به مقدار اولیه مشاهده شد که توسط مدل جهش پلارون­های کوچک قابل توجیه می­باشد. انرژی فعالسازی جهش پلارونی از طریق معادله آرنیو س محاسبه شد. همچنین ضریب تبادل سطحی ( Kchem ) لایه نازک BSCF به روش واهلش رسانندگی الکتریکی در چهار دمای مختلف اندازه­گیری شد. نتایج حاصل وجود یک رابطه خطی بین Kchem و معکوس دمای مطلق را پیشنهاد می­دهد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The effect of oxygen pressure on structure, electrical conductivity and oxygen permeability of Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ thin films by pulsed laser deposition

نویسندگان [English]

  • S Daneshmandi
  • P Sohrabi
  • M Ranjbar
  • H Salamati

چکیده [English]

 In this paper, Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ (BSCF) thin films were deposited on single crystal SrTiO3 (STO) (100) by pulsed laser deposition (PLD) technique at different pressures of oxygen. Crystal structure of bulk and thin film samples was studied by x-ray diffraction (XRD). The XRD results indicate that both bulk and thin film samples have cubic structures. AFM micrographs showed an increase in RMS roughness by oxygen pressure. The electrical resistance was measured at room temperature up to 600 and 800 °C in air using four probe method for bulk and thin films, respectively. A sharp drop in resistance was observed by increasing temperature up to 400 °C, that was explained with the small polaron hopping model. Polaron activation energy was calculated by Arrhenius relation. It was decreased over increasing oxygen pressure. The surface exchange coefficient (Kchem) of the 300 mTorr sample was measured by electrical conductivity relaxation (ECR) technique. The results suggested a linear relationship between Kchem and reciprocal of absolute temperature.

کلیدواژه‌ها [English]

  • solid oxide fuel cell
  • cathode
  • thin film
  • pulsed laser deposition

تحت نظارت وف بومی