[发明专利]一种单晶立方型氮化碳薄膜的制备方法

权利要求书

1.一种单晶立方型氮化碳薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将硅衬底放置于原子层沉积设备反应腔中；

向所述原子层沉积设备反应腔中通入碳源气体，所述碳源气体作为第一反应前驱体在硅衬底表面进行碳化学吸附，所述碳源气体中的碳原子吸附在所述硅衬底上；

所述吸附在硅衬底上的碳原子与通入的第二反应前驱体发生卤代反应，并产生相应的产物，直到硅衬底表面的碳原子完全消耗；

再通入第三反应前驱体与所述卤代反应的产物进行胺化反应，在衬底表面形成单晶立方型氮化碳薄膜。

2.如权利要求1所述的单晶立方型氮化碳薄膜的制备方法，其特征在于，所述在将硅衬底放置于原子层沉积设备反应腔中的步骤之前还包括：所述硅衬底预先进行氢化处理，使衬底表面形成硅氢键。

3.如权利要求1所述的单晶立方型氮化碳薄膜的制备方法，其特征在于：所述碳源气体为重氮甲烷或乙烯酮；所述重氮甲烷或乙烯酮在硅衬底表面进行化学吸附的条件是光照或者低温加热，所述重氮甲烷或乙烯酮经过光照或低温加热的分解产物具有未成键电子。

4.如权利要求3所述的单晶立方型氮化碳薄膜的制备方法，其特征在于：所述第二反应前驱体为气态碘单质；所述重氮甲烷或乙烯酮与所述气态碘单质发生卤代反应，使得重氮甲烷或乙烯酮中除碳以外的其他官能团被碘原子取代，形成不稳定的碳碘键。

5.如权利要求4所述的单晶立方型氮化碳薄膜的制备方法，其特征在于：所述第三反应前驱体为氨气；所述胺化反应中，碳碘键中的碘原子被氨气中的氮原子取代，使得碳氮成键。

6.如权利要求1所述的单晶立方型氮化碳薄膜的制备方法，其特征在于：所述卤代反应是在光照条件下进行的。

7.如权利要求1所述的单晶立方型氮化碳薄膜的制备方法，其特征在于：所述胺化反应是在光照条件下进行的。

8.如权利要求1所述的单晶立方型氮化碳薄膜的制备方法，其特征在于，所述在向原子层沉积设备反应腔通入第一反应前驱体、第二反应前驱体或第三反应前驱体步骤之前还包括：向原子层沉积设备反应腔通入惰性气体。

9.如权利要求8所述的单晶立方型氮化碳薄膜的制备方法，其特征在于：所述惰性气体为氩气或氦气。