本研究主旨在於利用反應性濺鍍沉積薄膜的方式來製作掺雜10％釓的氧化鈰做為SOFC的電解質材料以取代傳統的YSZ，目前並沒有太多的研究是關於使用反應性濺鍍沉積GDC薄膜，文獻中提到若在離子傳導率同為0.01S-cm-1時，YSZ的操作溫度需要超過700℃而GDC只需要500℃，所以GDC可以有效的降低SOFC的操作溫度。
在實驗中，我們固定沉積壓力改變氧氣的流量從0.5sccm到2.5sccm，並在不同的溫度下進行熱處理。藉由X光繞射(XRD)、掃描式電子顯微鏡(SEM)、化學分析電子能譜儀(ESCA)及原子力顯微鏡(AFM)來進行薄膜結構及形態的分析，藉由交流阻抗分析儀(AC impedance analyzer)來進行薄膜電性之量測。在實驗中發現若在氧氣流量及沉積壓力偏低時，容易會有Ce2O3等未飽和的氧化物生成，這樣的結構會增加GDC的電子傳導率會造成離子傳導率的下降，若經過大氣下退火的處理後從XRD和ESCA的結果發現，所有的未飽和的Ce皆轉變飽和的CeO2特別是在700℃時其晶格常數為5.42Å，此數值為掺雜10％Gd的氧化鈰標準的晶格常數。在電性量測方面發現，使用射頻功率200W、沉積壓力8.5mtorr、氬氣與氧氣流量分別為10和2sccm並經退火700℃時所得到的離子傳導率最佳，並發現使用反應性濺鍍所得到之GDC薄膜其離子傳導率皆比塊材YSZ高。

The deposition and characterization of 10﹪Gd doped ceria(GDC10) films on alumina substrate by reactive sputtering was studied because GDC exhibits an ionic conductivity which is 3-5 times higher than YSZ. The crystal structure, chemical composition, surface morphology and roughness of GDC films deposited with different gas flow ratios and annealing temperatures were investigated using XRD, ESCA, SEM and AFM. Finally, the resistance of GDC films were measured by AC impedance analyzer then the ionic conductivity would be calculated. The Ce2O3 structure existed at low oxygen flow rate , which cause the electronic conductivity to increase and the ionic conductivity to decrease. After the heat treatment, all the Ce2O3 structure became CeO2 structure. As a result of annealing at 700℃, the lattice constant would approach 5.42Å which was the standard value of 10﹪Gd doped ceria. The GDC films deposited with r.f. power=200W, total pressure=8.5 mtorr, Ar flow rate=10sccm, O2 flow rate=2 sccm had the highest ionic conductivity. The ionic conductivity of GDC films deposited by reactive sputtering was higher than bulk YSZ.

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