申請?zhí)枺?01510112306.0
       申請人：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，對單晶金剛石襯底進行處理，獲得單晶金剛石納米柱陣列結(jié)構(gòu)，再對其進行橫向外延生長，獲得高質(zhì)量的單晶金剛石薄膜，可以有效的降低位錯密度，改善單晶金剛石薄膜的生長質(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其進行溶解；若納米 顆粒為三氧化二鋁，則采用鹽酸對其進行溶解；若納米顆粒為二氧化鈦，則 采用熱的濃硫酸對其進行溶解； 2)再對經(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：對單晶金剛石表面直接依次采用丙酮、酒精和去離子水進行 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 上進行金剛石同質(zhì)外延生長，并在納米凹槽上橫向生長，從而在單晶金剛石 納米柱陣列結(jié)構(gòu)的襯底上生長出單晶金剛石薄膜。