申請(qǐng)?zhí)枺?01510112306.0
       申請(qǐng)人：王宏興
       發(fā)明人：王宏興 劉璋成 李碩業(yè) 王瑋 王菲 李奉南 張景文 卜忍安 侯洵

       摘要：本發(fā)明公開了一種單晶金剛石納米柱陣列結(jié)構(gòu)的制備方法，包括以下步驟：a.以單晶金剛石為襯底，將納米分散液滴到單晶金剛石表面，通過旋涂的方法在單晶金剛石表面均勻分散；b.利用反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)，采用氧等離子體來(lái)刻蝕所述步驟a中分散有納米顆粒的單晶金剛石；c.采用濕法刻蝕或超聲清洗方法，去除單晶金剛石襯底表面的納米顆粒，即形成單晶金剛石納米柱陣列結(jié)構(gòu)。本發(fā)明采用自組裝工藝，對(duì)單晶金剛石襯底進(jìn)行處理，獲得單晶金剛石納米柱陣列結(jié)構(gòu)，再對(duì)其進(jìn)行橫向外延生長(zhǎng)，獲得高質(zhì)量的單晶金剛石薄膜，可以有效的降低位錯(cuò)密度，改善單晶金剛石薄膜的生長(zhǎng)質(zhì)量。

       主權(quán)利要求：1.單晶金剛石納米柱陣列結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：a.以單晶金剛石為襯底，將納米分散液滴到單晶金剛石表面，通過旋涂的方法在單晶金剛石表面均勻分散；b.利用反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)，采用氧等離子體來(lái)刻蝕所述步驟a中分散有納米顆粒的單晶金剛石；c.采用濕法刻蝕或超聲清洗方法，去除單晶金剛石襯底表面的納米顆粒，即形成單晶金剛石納米柱陣列結(jié)構(gòu)。

       2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述納米顆粒為納米二 氧化硅、納米三氧化二鋁或納米二氧化鈦中的任意一種，且所述納米顆粒直 徑為10nm～3μm。

       3.如權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述納米分散液是 將納米顆粒分散到酒精或者丙酮溶液中制備得到。

       4.如權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述的單晶金剛石 為高溫高壓法制備的單晶金剛石或微波等離子體化學(xué)氣相沉積法制備的單 晶金剛石。

       5.如權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟a中旋涂 的具體方法為：利用勻膠機(jī)在單晶金剛石表面均勻旋涂納米分散液，通過調(diào) 節(jié)分散液濃度和旋涂速度，以獲得在金剛石襯底表面均勻緊密排列的單層納 米顆粒。

       6.如權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟b中的刻 蝕條件為：氧氣40sccm，壓強(qiáng)8Pa，功率200W。

       7.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟c中濕法刻蝕 的具體方法為： 1)若納米顆粒為二氧化硅，則采用氟化氫溶液對(duì)其進(jìn)行溶解；若納米 顆粒為三氧化二鋁，則采用鹽酸對(duì)其進(jìn)行溶解；若納米顆粒為二氧化鈦，則 采用熱的濃硫酸對(duì)其進(jìn)行溶解； 2)再對(duì)經(jīng)步驟1)溶解后的單晶金剛石依次采用丙酮、酒精、去離子水 進(jìn)行超聲清洗，以去除殘留溶解物。

       8.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟c中超聲清洗 的具體方法為：對(duì)單晶金剛石表面直接依次采用丙酮、酒精和去離子水進(jìn)行 超聲清洗，以去除納米顆粒。

       9.權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述單晶金剛石納米柱陣列結(jié)構(gòu)在生成單 晶金剛石薄膜中的應(yīng)用，其特征在于，通過在單晶金剛石襯底表面的納米柱 上進(jìn)行金剛石同質(zhì)外延生長(zhǎng)，并在納米凹槽上橫向生長(zhǎng)，從而在單晶金剛石 納米柱陣列結(jié)構(gòu)的襯底上生長(zhǎng)出單晶金剛石薄膜。