Li2O-V2O5-SiO2薄膜结构与电化学性能研究

蔡羽等：Ｌｉ　Ｏ－Ｖ　Ｏ。一ＳｉＯ　薄膜结构与电化学性能研究　Ｌｉ２Ｏ—Ｖ２Ｏ５一ＳｉＯ２薄膜结构与电化学性能研究　蔡　羽　，赵胜利　，文九巴　，刘先年。　（１．河南科技大学信息管理研究所，河南洛阳４７１００３；２．河南科技大学材料学院，河南洛阳４７１００３；　３．复旦大学激光化学研究所，上海２００４３３）　摘要：　采用３５５ｎｍ脉冲激光沉积（ＰＬＤ）法以Ｌｉ６．１６　．备的Ｌｉ　Ｏ—Ｖ　Ｏｓ—ＳｉＯ　电解质薄膜进行结构表征，并考　察了薄膜结构与电化学性质之间的关系。　Ｖ。ｌ６ｌＳｉ　。Ｏ５２Ｏ—Ｖ２Ｏ５－ＳｉＯ２薄膜。由　３６为靶制备了Ｌｉｘ射线衍射（ｘＲＤ）、扫描电子显微镜（ＳＥＭ）、表面轮　廓、交流阻抗（ＡＣＩ）、直流极化（ＤＣＰ）等方法对薄膜的　形貌、结构及电化学性能进行表征，讨论了Ｌｉｚ（）－　Ｖ。Ｏ５－ＳｉＯ。薄膜电化学性能与其结构的关系。结果表　明，该薄膜是一种元针孔和裂缝、厚度均匀、组成致密　的非晶态结构；Ｌｉ。Ｏ－Ｖ。Ｏ。－ＳｉＯｚ薄膜离子电导率与温　度符合Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ关系，离子迁移数接近１．０（　＞　２　实　验　ＰＬＤ实验装置在相关文献Ｅ７－１中有较详细的介　绍。沉积薄膜前，由机械真空泵和扩散泵将不锈钢真　空室抽空至＜１Ｏ　Ｐａ，然后通入反应气体Ｏｚ，气体流　量由一微调针阀流量计控制。３５５ｎｍ脉冲激光由Ｎｄ　：ＹＡＧ（Ｓｐｅｃｔｒａ　Ｐｈｙｓｉｃｓ，ＤＣＲ一１９０）产生的基频经３　９９．９９９　），是一种性能良好的离子导体材料；Ｌｉ。Ｏ－　倍频后获得，重复频率１０Ｈｚ，脉宽６ｎｓ，激光能量由　ＲＪ７２ＯＯ型能量计测定。激光束经透镜聚焦后，通过石　Ｖ。Ｏ。－ＳｉＯ。薄膜室温时离子电导率达４．０×１０　ｓ／　ｃｍ，而电子电导率仅为１Ｏ－１　～１０－１。Ｓ／ｃｍ，可作为电　英窗引入真空室，与靶表面法线方向成４５。角入射。使　用的基片为镀铝的玻璃片（Ａ１／Ｇｌａｓｓ）、Ｓｉ片等。　ＰＬＤ沉积Ｌｉ。（）－Ｖ。Ｏ　一ＳｉＯ。薄膜所用Ｌｉ６．　６　Ｖ。．６　解质材料用于全固态薄膜锂电池。　关键词：　无机非金属材料；Ｌｉ。（）－Ｖ。Ｏ５－ＳｉＯ。；脉冲激　光沉积；薄膜；结构；电化学性质　中图分类号：ＴＢ３２１　文献标识码：Ａ　Ｓｉ　。Ｏ　靶材由Ｌｉ。ＣＯ３、ＳｉＯ。和Ｖ。Ｏ５按一定化学计　量比混和后固相合成法制备，在行星式球磨机上制成　粉末，压制成圆片后于管式炉ｏ２气氛中７００℃下烧结　文章编号：１００卜９７３１（２００６）０９－１４１３一Ｏ３　１　引　言　全固态薄膜锂电池因高能量密度、高电压、循环寿　命长、安全可靠等优点受到人们的重视［１　］。目前，研　究高性能、低成本的电解质薄膜材料是提高全固态薄　膜锂电池性质的主要突破口。研究表明口］，Ｌｉ。ＶＯ　一　Ｌｉ　Ｓｉｏ４体系主要为　一Ｌｉ　ＶＯ　结构，离子传导活化能　较低，具有较高的室温离子电导率。其中，Ｌｉ。．　Ｖ０．　Ｓｉ０．４　ｏ４固溶体室温离子电导率达１．０×１０　Ｓ／ｃｍ［４］。　Ｏｈｔｓｕｋａ等【５］采用磁控溅射技术沉积了Ｌｉ２　Ｖ２Ｏ５一　２４ｈ制得。结合真空蒸镀，构置Ａ１／ＬｉｚＯ－ＶｚＯｓ—ＳｉＯｚ／　Ａｌ和Ａ１／Ｌｉ。Ｏ－Ｖ。Ｏ。一ＳｉＯ。／Ｌｉ的结构，由电化学　Ｃｈｉ６６０Ａ工作站测量其电化学性能，如交流阻抗和直　流极化等。采用表面轮廓仪，ｘ射线衍射（ＸＲＤ，西门　子Ｄ８型）、扫描电镜（ＳＥＭ，Ｐｈｉｌｉｐｓ　ＸＬ３０型）等方法表　征了Ｌｉ２　Ｖ２Ｏ５一ＳｉＯ２薄膜的结构和形貌。　３结果与讨论　在无特别说明的情况下，本文提及的Ｌｉ。（）－Ｖ。Ｏ　一　ＳｉＯ。薄膜均是采用波长３５５ｎｍ的紫外脉冲激光沉积　方法在反应气氛（Ｏ。）压强为６．５Ｐａ，激光能量密度　１２Ｊ／ｃｍ。，基片温度３００　Ｃ，靶一基片距离５ｃｍ，沉积时间　ＳｉＯｚ薄膜，５Ｏ０～６００℃的条件下退火后具有较高的离　子电导率和化学稳定性，与Ｌｉ和ＭｏＯ。一　组装的薄膜　锂电池具有良好的循环性能。然而，射频一磁控溅射技　１．Ｏｈ条件下制备。　３．１　Ｌｉ。Ｏ－Ｖ。Ｏ５－ＳｉＯ。薄膜的表面形貌与结构　３．１．１表面形貌与厚度　在单晶硅基片上沉积Ｌｉ。　Ｖ。Ｏ　－ＳｉＯ。薄膜表面　轮廓台阶测量以及薄膜剖面的ＳＥＭ结果如图１（ａ）和　（ｂ）所示。可见，薄膜均匀性较好，厚度约为１．５／ｚｍ；表　术沉积Ｌｉ。（）－Ｖ。０　－ＳｉＯ。薄膜存在沉积速率低、成本高　等缺点。　脉冲激光沉积（ＰＬＤ）制备薄膜时沉积、晶化、成型　一次完成，沉积速率高，厚度易控制，近年来制备电极　和电解质薄膜受到重视。Ｋｕｗａｔａ等　报道采用ＰＬＤ　技术制备了表面粗糙度较小、厚度均匀、无针孔和裂缝　的Ｌｉ。（）－Ｖ。Ｏ　一ＳｉＯ。电解质薄膜。本文对ＰＬＤ技术制　面光滑，相对粗糙度仅０．０９／￣ｍ；薄膜与基片结合紧密，　薄膜内部致密性好，可降低薄膜的阻抗，提高其电化学　・基金项目：国家自然科学基金资助项目（２０２０３００６）；国家重大基础研究计划资助项目（ＺＭ２００１０３Ｂ０１）；河南科技大学人才科　研基金资助项目（０４０１５）ｉ河南科技大学青年科研基金资助项目（２００４ＱＮ０１０）　收到初稿日期：２００５－１２＝２６　收到修改稿日期：２００６—０６—１６　通讯作者：赵胜利　作者简介：蔡羽（１９７７一），女．河南洛阳人，硕士．讲师．从事数值计算及薄膜锂电池研究。　维普资讯 http://www.cqvip.com

１４１４　助　材　料　２００６年第９期（３７）卷　性能，从而减小锂电池的内阻，增大电池电位；薄膜表　面无裂缝（ｃｒａｃｋｓ）或针孔（ｐｉｎ－ｈｏｌｅ）出现，该方面的性　质对于电解质薄膜而言十分重要，因为一旦将含有裂　缝或针孔的电解质薄膜组装成锂电池，将会发生自放　３．２　Ｌｉ　（）－Ｖ　Ｏ　一ＳｉＯ　薄膜的电化学性能　３．２．１交流阻抗　为考察电解质薄膜中体阻抗、粒子界面阻抗及电　极／电解质界面阻抗，对三明治结构的Ａ１／Ｌｉ　Ｏ－Ｖ　ｏ５一　ＳｉＯ　／Ａｌ进行了交流阻抗研究，图３（ａ）为不同测量温　电甚至短路现象，影响其放电容量及储存寿命，严重时　还将存在电池过热、燃烧、爆炸等隐患。　Ｄｉｓｔａｎｃｅｌ￣ｍ　图１　ＳＥＭ　照片　Ｆｉｇ　１　Ｓｕｒｆａｃｅ　ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎａｌ　ｖｉｅｗ　ｏｆ　Ｌｉ２（）－Ｖ２　Ｏ５一Ｓｉ０２　ｆｉｌｍ　３．１．２结构　Ｌｉｚ（）－Ｖ２Ｏ　一Ｓｉｏ２薄膜的Ｘ射线衍射结果如图２　所示。可见，ＸＲＤ谱上仅仅在衍射角（２８）为１Ｏ～３Ｏ。　范围内出现一个很宽的衍射峰。表明所沉积的Ｌｉ　（）－　Ｖｚ　ｏ５一ＳｉＯｚ薄膜是一种非晶态结构，宽峰可能由于薄　膜内部的短程有序引起的。与文献［５］中采用磁控溅　射技术沉积Ｌｉｚ（）－Ｖ　０　－ＳｉＯ　薄膜的ＸＲＤ结果一致。　相对于晶态材料而言，非晶态材料各向同性、无晶界，　离子穿过颗粒界面更容易，有利于锂离子在其中传导。　通常相同组成材料的离子导体其非晶态结构的室温离　子电导率比晶态结构的高２～３个数量级［８］。可见，　Ｌｉｚ（）－ＶｚＯｓ—ＳｉＯｚ薄膜的非晶态结构是其具有较高室　温离子电导率的一个主要原因。　２０１（。）　图２　ＬｉｚＯ－Ｖ　Ｏ５－ＳｉＯ２薄膜的ＸＲＤ图　Ｆｉｇ　２　Ｘ。ｒａｙ　ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ　ｓｐｅｃｔｒｕｍ　ｏｆ　Ｌｉ２　Ｏ－Ｖ２　Ｏ５一ＳｉＯ２　ｆｉｌｍ　度时薄膜的Ｎｙｑｕｉｓｔ交流阻抗谱。可以看出，在一定　温度下，Ｌｉ　Ｏ—Ｖ　Ｏ　－ＳｉＯｚ薄膜的交流阻抗谱由高频区　的半圆和低频区的直线两部分组成。其中半圆为　Ｌｉ　（）－Ｖ　Ｏ　一ＳｉＯ　薄膜的贡献，而直线部分则是电极和　电解质界面（Ａ１／Ｌｉ　Ｏ－Ｖ　０　一Ｓｉ０　）的贡献。对于电解　质薄膜而言，如果存在晶粒间阻抗，Ｎｙｑｕｉｓｔ谱将出现　２～３个半圆　］。本实验中仅观测到一个半圆，即为电　解质薄膜体阻抗的贡献，没有观测到电解质中颗粒界　面对离子电导率的影响，进一步说明所沉积Ｌｉ　（）－　Ｖ　Ｏ　一ＳｉＯ　薄膜为非晶态结构，与ＸＲＤ结果一致。　１　１　１　星１ｊ　　ｃ口　图３　ＬｉｚＯ－ＶｚＯ　－ＳｉＯｚ薄膜的交流阻抗测量结果及等　效电路　Ｆｉｇ　３　ＡＣ　ｉｍｐｅｄａｎｃｅ　ｓｐｅｃｔｒｕａ　ｏｆ　Ｌｉ２　Ｏ－Ｖ２　Ｏ５－ＳｉＯ２　ｆｉｌｍ　ａｔ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｍｅａｓｕｒｅｄ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ（ｓｃａｔｔｅｒ　ｍａｒｋ　ｉｓ　ｍｅａｓｕｒｅｄ　ｖａｌｕｅ　ａｎｄ　ｌｉｎｅ　ｉｓ　ｆｉｔｔｅｄ　ｒｅｓｕｌｔ）　ａｎｄ　ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ　ｃｉｒｃｕｉｔ　我们进一步提出等效电路解释Ｌｉ—ｖ＿Ｓｉ—Ｏ电解质　薄膜的交流阻抗谱，见图３（ｂ）。其中Ｃｃ与　表示电　容，Ｒ　与Ｒｔ　表示电阻。组合单元Ｃ。一ＲＩＣ。相应于具　有阻塞电极的理想的离子导体导电行为，即在导电过　程中只有离子参与导电，而对于电子而言是绝缘体。　但实际情况的电解质材料并非对电子是理想的绝缘　体，除了离子载流子外，还有一部分电子参与导电。另　外，载流子如电子还可能穿过所谓的阻塞电极一电解质　界面。因此，在等效电路中这部分导电行为通过两个　并联的阻抗元件尺　和Ｃ　表示。由图３（ａ）的拟合结果　表明，我们所提出的等效电路基本能反映Ａ１／Ｌｉ…Ｖ　Ｓｉ　Ｏ／Ａｌ的导电行为。　阻抗谱还表明，随着环境温度的升高，Ｌｉ　Ｏ－Ｖ　ｏ５一　维普资讯 http://www.cqvip.com

蔡羽等：Ｌｉ。Ｏ－Ｖ。０。－ＳｉＯ。薄膜结构与电化学性能研究　ＳｉＯｚ薄膜的离子电导率增大，并且能够较好地式（１）　的Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ关系拟合，见图４。通常，对于离子导体　或混合型导体中电子电导率与离子电导率相差悬殊时　温度与电导率符合Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ关系。由拟合结果表　明，Ｌｉｚ（）．Ｖ。Ｏｓ－ＳｉＯ。薄膜为离子导体，离子电导率活　化能可由拟合直线斜率以及式（１）获得：　一￣』　－ｅｘｐ（丁　）宠Ｂ』　［　（１）　其中　为指前因子，Ｔ为绝对温度，ｋ　为Ｂｏｌｔｚ—　ｍａｎｎ常数，Ｅａ为锂离子迁移的电导率活化能。薄膜　的离子电导率　由下式计算：　一　（２）　式中ｄ为薄膜的厚度（约１．５／￣ｍ）；Ａ为薄膜的有　效面积，实验中每个测试点薄膜的有效面积为４ｍｍ。；　Ｒ为薄膜的阻抗，由交流阻抗Ｂｏｄｅ谱虚部最小值时对　应的实部值获得［８］。所沉积Ｌｉ。Ｏ－Ｖ。Ｏ。一ｓｉｏ。薄膜的　离子电导率活化能（Ｅａ一０．５５ｅＶ）比Ｏｈｔｓｕｋａ报道［５］　的相同组成Ｌｉ。Ｏ－Ｖ。Ｏ。一Ｓｉ《　１月Ｉ．＿ｍＥｒＩＵ　Ｏ。固溶体略大，可能由于固　溶体较薄膜材料密度高，更有利于离子传导。　专　墨　ＩＯ００Ｔ　Ｉ　Ｋ‘’　图４　测量温度与薄膜离子电导率的关系　Ｆｉｇ　４　Ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ　ｏｆ　Ｌｉ２　Ｏ－Ｖ２　Ｏ５一ＳｉＯ２　ｆｉｌｍ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉ—　ｔｙ　ｏｎ　ｍｅａｓｕｒｅｄ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　３．２．２直流极化　离子迁移数ｔ　由极化电流与极化时间关系获得，　由下式计算［１。。：　一　㈤　其中，Ｊ；是初始电流，Ｊ　是平衡电流。图５是ＰＬＤ　沉积Ｌｉｚ（）＿ＶｚＯｓ－ＳｉＯｚ薄膜极化电流与时间的关系。　由式（３）可得离子迁移数＞９９．９９９　，表明该薄膜为离　子导体。由图３（ｂ）提出的等效电路可知，Ｌｉ。Ｏ－Ｖ。０。一　ＳｉＯｚ薄膜的导电机制为离子和电子导电。于是，离子　迁移数ｔ．０ｎ可由下式表示…］：　ｔＩｏｎ一—　（４）　式中Ｏ＇ｉ和　。分别为离子电导率和电子电导率。　由交流阻抗法测得ＬｉｚＯ－ＶｚＯ。－ＳｉＯ。薄膜室温离子电　导率Ｏ＇ｉ为４．０×１０＿。Ｓ／ｃｍ，由式（４）估算Ｌｉ２Ｏ－Ｖ２Ｏ５一　ＳｉＯｚ电解质薄膜室温电子电导率为１Ｏ－１　～１Ｏ－１。Ｓ／　ｃｍ。意味着在Ｌｉ。（）＿Ｖ。０　－Ｓｉ０２电解质薄膜中传递电　荷的载流子主要是锂离子而电子导电微不足道。　：　ｉ１　■．．～　图５　Ｌｉ２（）．Ｖ２Ｏ５－ＳｉＯ２薄膜的直流极化曲线　Ｆｉｇ　５　ＤＣ　ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ　ｃｕｒｖｅ　ｏｆ　Ｌｉ２　Ｏ－Ｖ２　Ｏ５一ＳｉＯ２　ｆｉｌｍ　４　结　论　（１）　采用３５５ｎｍ紫外脉冲激光沉积技术沉积的　Ｌｉ。（）．Ｖ。０。－Ｓｉ０。为表面光滑、厚度均匀、结构致密、无　针孔和裂缝的非晶态结构。　（２）Ｌｉ２Ｏ－Ｖ２０。－Ｓｉ０２薄膜离子电导率与温度符　合Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ关系，离子迁移数接近１．０（ｔ；。　＞　９９．９９９　），是一种性能良好的离子导体材料。　（３）Ｌｉ２Ｏ－Ｖ２０５－Ｓｉ０２薄膜室温时离子电导率达　４．０×１０＿。Ｓ／ｃｍ，而电子电导率仅为１Ｏ－１　～１Ｏ－１。Ｓ／　ｃｍ，可作为电解质材料用于全固态薄膜锂电池。　参考文献：　［１３　Ｂａｔｅｓ　Ｊ　Ｂ。Ｄｕｄｎｅｙ　Ｎ　Ｊ。Ｎｅｕｄｅｅｋｅｒ　Ｂ。ｅｔ　ａ１．［Ｊ］．Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｉｏｈｉｅｓ，２０００。１３５：３３－４５．　［２］Ｗａｎｇ　Ｙ。Ｆｕ　Ｚ　Ｗ。Ｏｉｎ　Ｑ　Ｚ．［Ｊ］．Ｔｈｉｎ　ｏＳｌｉｄｓ　Ｆｉｌｍｓ，２００３，　４４１（１－２）：１９－２４．　［３］Ｋｈｏｒａｓｓａｎｉ　Ａ。Ｗｅｓｔ　Ａ　Ｒ．［Ｊ］．Ｊ　Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｃｈｅｍ。１９８４。　５３（３）：３６９－３７５．　［４］　Ｃｈｅｎ　Ｌ，Ｗａｎｇ　Ｌ。Ｃｈｅ　Ｇ。ｅｔ　ａ１．［Ｊ］．Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｉｏｎｉｅｓ，　１９８３。９：１０：１４９－１５４．　［５］Ｏｈｔｓｕｋａ　Ｈ。Ｓａｋｕｒａｌ　Ｙ．［Ｊ］．Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　ｌｏｎｉｅｓ，２００１。１４４　（１—２）：５９－６４．　［６３　Ｋａｗａｍｕｒａ　Ｊ。Ｋｕｗａｔａ　Ｎ。Ｔｏｒｉｂａｍｉ　Ｋ。ｅｔ　ａ１．［Ｊ］．Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｉｏｎｉｅｓ。２００４。１７５（１－４）：２７３－２７６．　［７］Ｚｈａｏ　Ｓ　Ｌ。Ｆｕ　Ｚ　Ｗ。Ｑｉｎ　Ｑ　Ｚ．［Ｊ］．Ｔｈｉｎ　ｏＳｌｉｄ　Ｆｉｌｍｓ。２００２。　（１－２）：１０８－１１３．　［８］Ｙｕ　ｘ。Ｂａｔｅｓ　Ｊ　Ｂ。Ｊｅｌｌｉｓｏｎ　Ｇ　Ｅ。ｅｔ　ａ１．［Ｊ］．Ｊ　Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ　ｏＳｃ。１９９７。１４４：５２４－３２．　［９］Ｐｉｎｇ　Ｂ。Ｍｅｙｅｒ　Ｍ。Ｂｕｎｄｅ　Ａ．ｅｔ　ａ１．［Ｊ］．Ｊ　Ｎｏｎ－Ｃｒｙｓｔ　ｏＳｌｉｄｓ。　１９９８。２２６：１３８－１４４．　［１Ｏ］Ｊａｍａｌ　Ｍ。Ｖｅｎｕｇｏｐａｌ　Ｇ．Ｓｈａｒｅｅｆｕｄｄｉｎ　Ｍ。ｅｔ　ａｌ－［Ｊ］．Ｍａｔｅｒ　Ｌｅｔｔ。１９９９。３９（１）：２８－３２．　［１１］娄彦良。肖文凯．［Ｊ］．电子元件与材料。２００１。２０（１）：５－９．　（下转第１４１９页）　维普资讯 http://www.cqvip.com

堕壁塑筻！丕旦竺宣　盛　星　盒垒堕丝堡　丝堕　ｇＹ，２０００，１２７：１７４．　１４１９　Ｒｅｓ，１９９４，２８：５８３．　Ｅ５３　Ｓｔａｒｏｓｖｅｔｓｋｙ　Ｄ，Ｇｏｔｍａｎ　Ｉ．ＥＪ３．Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ，２００１，２２：　ｌ８５３．　］Ｈｕａｎｇ　Ｇ　Ｆ，Ｚｈｏｕ　Ｌ　Ｐ，Ｈｕａｎｇ　Ｗ　Ｑ，ｅｔ　ａ１．［Ｊ］．Ｄｉａｍ　［１０　Ｒｅｌａｔ　Ｍａｔｅｒ，２００３，１２：１４０６．　Ｔ，Ｓｈｉ　Ｐ，Ｍａｎ　Ｈ　Ｃ．［Ｊ］．Ｓｃｒｉｐｔａ　Ｍａｔｅｒ，２００４，　［６］　Ｃｈｅｎｇ　Ｆ　５１：１０４１．　ｍ　Ｈ　Ｇ，Ａｈｎ　Ｓ　Ｈ，Ｋｉｍ　Ｊ　Ｇ，ｅｔ　ａ１．［Ｊ］．Ｄｉａｍ　Ｒｅｌａｔ　［１１］　ＫｉＭａｔｅｒ，２００５，１４：３５．　Ｙ，Ｃａｉ　Ｗ，Ｌｉ　Ｈ　Ｔ，ｅｔ　ａ１．［Ｊ］．Ｓｕｒｆ　Ｃｏａｔ　Ｔｅｃｈｎｏｌ，　［７］　Ｃｈｅｎｇ　２００４，１８６：３４６－３５２．　　Ｄ　Ｒ，Ｓｃｈｕｒｅｒ　Ｃ，Ｉｒｍｅｌ　Ｇ，ｅｔ　ａ１．［Ｊ］．Ｓｕｄ　Ｃｏａｔ　［１２］　ＡｎｎｅｔｔＴｅｃｈｎｏｌ。２００４，１７７／１７８：８３０．　Ｘ　Ｑ，Ｇｒａｂｉｔｚ　Ｒ　Ｇ，Ｅｖｅｒｅｎ　Ｗ　Ｖ　Ｏ，ｅｔ　ａ１．［Ｊ］．Ｂｉｏ—　［８３　Ｋｏｎｇ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ，２００２，２３：１７７５．　ｊａ　Ｄ，Ｔａｙ　Ｂ　Ｋ，Ｌａｕ　Ｓ　Ｐ，ｅｔ　ａ１．［Ｊ］．Ｓｕｒｆ　ｏａｔＣ　Ｔｅｃｈ—　［１３］　Ｓｈｅｅｎｏｌ，２００１，１４６／１４７：４１０．　Ｒ，Ｗｕ　Ｓ　Ｋ．［Ｊ］．Ｓｕｒｆａｃｅ　ａｎｄ　Ｃｏａｔｉｎｇｓ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏ—　［９］　Ｙａｎｇ　Ｍ　［１４］　Ｒｏｂｅｒｔｓｏｎ　Ｊ．［Ｊ］．Ｍａｔｅｒ　Ｓｃｉ　Ｅｎｇ　Ｒ，２００２，３７：１２９．　ｎ　ｃｏａｔｉｎｇ　ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｐｌａｓｍａ　ｓｏｕｒｃｅｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｂｅｈａｖｉｏｒ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＮｉＴｉ　ａｌｌｏｙｓ　ＳＵＩ　Ｊｉｅ—ｈｅ，ＷＵ　Ｙｅ，ＣＡＩ　Ｗｅｉ　（ＤｅＤａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｍａｔｅｒｉａｌ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　ａｎｄ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，　Ｈａｒｂｉｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ。Ｈａｒｂｉｎ　１　５０００１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔ　Ｉｃｔ：Ｄｉａｍｏｎｄ—ｌｉｋｅ　ｃａｒｂｏｎ（ＤＬＣ）ｃｏａｔｉｎｇｓ　ｗｅｒｅ　ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ　ｂｙ　ｐｌａｓｍａ　ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ　ｉｏｎ　ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｄｅｐｏ—　ｓｉｔｉｏｎ（ＰＩＩＩＤ）ｕｓｉｎｇ　ｔｗｏ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｐｌａｓｍａ　ｓｏｕｒｃｅｓ　ｓｕｃｈ　ａｓ　Ｃ２　Ｈ２　ａｎｄ　ｇｒａｐｈｉｔｅ　ａｓ　ｐｌａｓｍａ　ｓｏｕｒｃｅ　ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＮｉＴｉ　ａｌｌｏｙｓ．Ｔｈｅ　ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＤＬＣ　ｃｏａｔｅｄ　ｓａｍｐｌｅ　ｗａｓ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｏｕｔ　ｂｙ　Ｒａｍａｎ　ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ　ａｎｄ　ｓｃａｎｎｉｎｇ　ｅｌｅｃｔｒｏｎ　ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ（ＳＥＭ）．Ｔｈｅ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｂｅｈａｖｉｏｒ　ａｎｄ　Ｎｉ　ｉｏｎｓ　ｒｅｌｅａｓｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＤＬＣ　ｕｎｃｏａｔｅｄ　ａｎｄ　ｃｏａｔｅｄ　ＮｉＴｉ　ａｌｌｏｙｓ　ｗｅｒｅ　ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ　ｂｙ　ｐｏｔｅｎｔｉｏｄｙｎａｍｉｃ　ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ　ｔｅｓｔｓ　ａｎｄ　ａｔｏｍｉｃ　ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ（ＡＡＳ），ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｄｅｎｓｅ　ａｎｄ　ｇｏｏｄ　ａｄｈｅｒｅｄ　ｃｏａｔｉｎｇｓ　ｗｅｒｅ　Ｓｕｃｃｅｓｓ—　ｆｕｌｌｙ　ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ　ｂｙ　ＰＩＩＩＤ　ｕｓｉｎｇ　Ｃ２　Ｈ２　ｏｒ　ｇｒａｐｈｉｔｅ　ａｃｔｉｎｇ　ａｓ　ｐｌａｓｍａ　ｓｏｕｒｃｅｓ．Ｂｏｔｈ　ｔｈｅ　ＤＬＣ　ｃｏａｔｉｎｇｓ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｔｈｅ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＮｉＴｉ　ａｌｌｏｙｓ　ａｎｄ　ｂｌｏｃｋｅｄ　ｔｈｅｉｒ　Ｎｉ　ｉｏｎｓ　ｒｅｌｅａｓｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｄｉａｍｏｎｄ－ｌｉｋｅ　ｃａｒｂｏｎ；ＮｉＴｉ　ａｌｌｏｙｓ；ｐｌａｓｍａ　ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ　ｉｏｎ　ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｂｅｈａｖ‘　ｉｏｒ　（上接第１４１５页）　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ａｎｄ　ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｌｉ２　Ｏ—Ｖ２　０５－ＳｉＯ２　ｆｉｌｍ　ＣＡＩ　Ｙｕ。，ＺＨＡｏ　Ｓｈｅｎｇ—ｌｉ　，ＷＥＮ　Ｊｉｕ－ｂａ　，ＬＩＵ　Ｘｉａｎ－ｎｉａｎ０　（１．Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｈｅｎａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌｕｏｙａｎｇ　４７１００３，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｈｅｎａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌｕｏｙａｎｇ　４７１００３，Ｃｈｉｎａ；　３．Ｌａｓｅｒ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｆｕｄａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２００４３３，Ｃｈｉｎａ）　３６　ａｓ　ｔａｒｇｅｔ，Ｌｉ２　Ｏ—Ｖ２　Ｏ５－ＳｉＯ２　ｆｉｌｍ　ｗｅｒｅ　ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ　ｂｙ　３　５　５　ｎｍ　ｒｅａｃｔｉｖｅ　ｐｕｌｓｅｄ　ｌａ—　Ｖｏ６ｌ　Ｓｉｏ３９　Ｏ５Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｓｉｎｇ　Ｌｉ６１６　．．．．ｓｅｒ　ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ（ＰＬＤ）．Ｔｈｅ　ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｌｉ２Ｏ－Ｖｚ０２一ＳｉＯｚ　ｆｉｌｍ　ｗｅｒｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ　ｂｙ　Ｘ—ｒａｙ　ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ（ＸＲＤ）。ｓｃａｎｎｉｎｇ　ｅｌｅｃｔｒｏｎ　ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（ＳＥＭ），ｐｒｏｆｉｌｅ　ｍｅｔｅｒ，ＡＣ　ｉｍｐｅｎｄｅｎｃｅ　（ＡＣＩ）ａｎｄ　ＤＣ　ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ（ＤＣＰ）ｍｅｔｈｏｄｓ．Ｔｈｅ　ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ　ｏｆ　ｆｉｌｍ’ｓ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ　ｏｎ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ｗａｓ　ｄｉｓ—　ｃｕｓｓｅｄ．Ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　Ｌｉ２　Ｏ－Ｖ２　Ｏ５－ＳｉＯ２　ｆｉｌｍ　ｐｏｓｓｅｓｓｅｓ　ａ　ｄｅｎｓｅｒ　ｎｏｎ－ｃｒｙｓｔａｌ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｗｉｔｈ　４×１０一　Ｓ／ｃｍ　ｉｏｎｉｃ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ．１０一　～１０一挖Ｓ／ｃｍ　ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ，ｉｏｎ　ｔｒａｎｓｆｅｒｅｎｃｅ　ｎｕｍｂｅｒ　ｃｌｏｓｅ　ｔｏ　１．０，ｕｎｉｆｏｒｍ　ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　ａｎｄ　ｗｉｔｈｏｕｔ　ａｎｙ　ｐｉｎｈｏｌｅ　ｏｒ　ｃｒａｃｋ　ｏｎ　ｉｔ’ｓ　ｓｕｒｆａｃｅ．Ｔｈｅ　ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ　ｏｆ　Ｌｉ２　Ｏ－Ｖ２　０５－Ｓｉ０２　ｆｉｌｍ　ｉｏｎｉｃ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ　ｏｎ　ｍｅａｓｕｒｅｄ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｉｓ　ｔｒｕｅ　ｏｆ　Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ　ｒｅｌａｔｉｏｎ　ｓｈｏｗｉｎｇ　ｆｉｌｍ　ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ　ｉｏｎｉｃ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ　ａｎｄ　ｃｏｕｌｄ　ｂｅ　ｕｓｅｄ　ａｓ　ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｆｏｒ　ａｌｌ—ｓｏｌｄ－ｓｔａｔｅ　ｔｈｉｎ　ｆｉｌｍ　ｌｉｔｈｉｕｍ　ｂａｔｔｅｒｙ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｉｎｏｒｇａｎｉｃ　ｎｏｎ－ｍｅｔａｌｌｉｃ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ；ＰＬＤ；Ｌｉ２　Ｏ－Ｖ２　０５一Ｓｉ０２；ｔｈｉｎ　ｆｉｌｍ；ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ；ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ