La2CuO4阴极薄膜的相转变及其对电化学性能的影响

摘要

通过调控薄膜的沉积条件,探索La2CuO4的晶体结构对电化学性质的影响.采用脉冲激光沉积设备在YSZ(100)单晶基底上沉积一系列La2CuO4薄膜,通过调节沉积时的氧压,制备了不同晶体结构的La2CuO4薄膜.研究表明,沉积氧压的变化使薄膜晶体结构发生相转变,从T '相→T*相→T相.T'相为沿着c轴择优生长的单晶四方相,且表现出较大的界面极化电阻,在850°C的Rp值为2.351Ω·cm2.T *相为T'相和T相的混合相,在850°C的电阻值介于T '相和T相之间.T相为正交相,相对于其它相结构表现出较低的界面极化电阻,沉积氧压为26.60 Pa下制备的T相在850°C的电阻值为0.783 Ω·cm2,比T'相的电阻值低近67％.并且,正交相表面有相对较高的氧空位浓度,有利于氧气的吸附和扩散,加速了阴极的氧还原反应.因此,具有正交对称性的La2 CuiO4的电化学性质优于其它对称性.这一结果也表明可以通过改变薄膜材料的晶体结构,降低界面极化电阻,提高阴极薄膜的电化学性能.