摻雜是對ZnO壓電薄膜制備方法進行優(yōu)化的手段之一。已有研究表明，摻釩ZnO薄膜的壓電系數(shù)比未摻雜的高一個數(shù)量級，可達110pm/V。目前，國際上主要采用磁控濺射法制備摻釩ZnO壓電膜，這種方法存在摻雜不充分、不均勻、摻雜濃度難以準確控制等問題。

　　近期，中國科學院聲學研究所超聲學實驗室研究員李俊紅團隊采用改良溶膠-凝膠法制備摻釩ZnO薄膜，研究關鍵制備參數(shù)對薄膜結構及壓電性能的影響，優(yōu)化薄膜的制備技術，明顯提高材料的壓電性能。

　　測試結果表明，隨著退火溫度的升高、時間的增長，薄膜的壓電性能先提高后降低，壓電系數(shù)最高可達240pm/V，是純ZnO薄膜壓電系數(shù)的約20倍。同時，與目前常用的磁控濺射法制備的ZnO:V薄膜相比，采用該研究提出的方法能使薄膜成分分布更加均勻，且摻雜更加充分，因此能更大程度地提高薄膜的壓電性能（目前已有的研究成果中，磁控濺射摻釩氧化鋅壓電薄膜的壓電系數(shù)最高為170pm/V）。將這種高性能摻雜氧化鋅壓電薄膜應用到硅微壓電傳聲器、薄膜體聲波諧振器、壓電微機械超聲換能器、MEMS水聽器等器件中，可大大提高這些器件的性能，推動其在移動通訊、醫(yī)用超聲成像、水下目標探測等方面的應用。

　　相關成果發(fā)表在Journal of Alloys and Compounds上。研究得到國家自然科學基金、科院前沿科學重點研究項目資助。

　　論文鏈接 

不同高溫退火工藝制備的ZnO:V薄膜的X射線衍射譜圖

不同退火工藝得到的典型壓電測試曲線