[发明专利]一种硼掺杂单颗粒层纳米金刚石薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种硼掺杂单颗粒层纳米金刚石薄膜的制备方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：(1)采用热丝化学气相沉积方法，在单晶硅衬底上制备厚度为300-600nm的单颗粒层纳米金刚石薄膜；(2)采用离子注入方法，在步骤(1)中得到的单颗粒层纳米金刚石薄膜中注入硼离子，得到硼离子注入的薄膜；(3)将步骤(2)中得到的硼离子注入的薄膜真空退火，即制得所述硼掺杂单颗粒层纳米金刚石薄膜。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤(1)按以下方法操作：

对单晶硅片采用金刚石研磨膏打磨，打磨后的单晶硅片依次用去离子水和丙酮超声波清洗、干燥后作为纳米金刚石薄膜生长的衬底，将单晶硅衬底放入化学气相沉积设备，以丙酮为碳源，采用氢气鼓泡方式将丙酮带入到反应室中，其中氢气、丙酮的流量比为200：90，热丝与单晶硅衬底的距离为7mm，反应功率为2000W，工作气压为1.63Kpa；薄膜生长时间为15～30min；在反应过程中不加偏压；生长结束后，在不通氢气的条件下降温冷却，制备得到厚度为300-600nm的单颗粒层纳米金刚石薄膜。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤(2)中，硼离子的注入剂量为10¹²-10¹⁵cm^-2。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤(2)采用如下方法操作：将步骤(1)得到的单颗粒层纳米金刚石薄膜放入离子注入腔内，将剂量10¹²-10¹⁵cm^-2的硼离子以80keV的注入能量，注入到单颗粒层纳米金刚石薄膜，制备得到硼离子注入的薄膜。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤(3)中，真空退火的温度为700-1000℃。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤(3)按以下方法操作：

将步骤(2)得到的硼离子注入的薄膜在700-1000℃的温度下进行真空退火处理，保温30分钟，即制得所述硼掺杂单颗粒层纳米金刚石薄膜。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤(2)中，硼离子的注入剂量为10¹³-10¹⁴cm^-2。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤(3)中，真空退火的温度为800～900℃。

9.如权利要求1～8之一所述的方法制备得到的硼掺杂单颗粒层纳米金刚石薄膜。

10.如权利要求9所述的硼掺杂单颗粒层纳米金刚石薄膜在电催化氧化处理有机废水中的应用。