[发明专利]一种蒸发镀制石墨相CN薄膜的方法

说明书

本发明公开一种蒸发镀制石墨相CN薄膜的方法，包括以下步骤：a、采用单晶硅片作为衬底，清洗衬底，去除衬底表面污渍；b、将衬底置于蒸发镀膜腔室内，采用99.99%纯度的氮化碳粉为蒸发源，在衬底表面蒸发镀制CN薄膜；c、将镀制了CN薄膜的衬底放入退火炉，在400～600℃的温度下真空退火3小时，然后自然冷却至常温，得到所述石墨相CN薄膜；该方法利用蒸发沉积直接得到高纯度的CN薄膜，且薄膜的均匀化好，能够提高薄膜质量。

技术领域

本发明涉及特殊薄膜制备技术领域，具体是一种蒸发镀制石墨相CN薄膜的方法。

背景技术

M．L．Cohen等从晶体结构出发，预言了氮化碳的硬度将超过金刚石，这是科学家首次预言，并在后来的实验中得以验证，具有非常重大的意义。Teter等计算了氮化碳的五种化合物结构，氮化碳一度被认为是一种新型的材料。

但CN薄膜的制备却是非常不容易，早期许多研究学者也成功制备了CN薄膜，但N含量不稳定以及N不易掺入到薄膜中等问题十分突出，以及所制备薄膜基本处于非晶态，这都进一步限制了后续的CN薄膜的应用。最近几年，采用各种技术如磁控溅射法，反应射频溅射法，离子束溅射法，热丝CVD等方法都被用来制备氮化碳薄膜，而且都取得了一定的成果，但效果仍不理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种蒸发镀制石墨相CN薄膜的方法，该方法利用蒸发沉积直接得到高纯度的CN薄膜，且薄膜的均匀化好，能够提高薄膜质量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种蒸发镀制石墨相CN薄膜的方法，包括以下步骤：

a、采用单晶硅片作为衬底，清洗衬底，去除衬底表面污渍；

b、将衬底置于蒸发镀膜腔室内，采用99.99%纯度的氮化碳粉为蒸发源，在衬底表面蒸发镀制CN薄膜；

c、将镀制了CN薄膜的衬底放入退火炉，在400～600℃的温度下真空退火3小时，然后自然冷却至常温，得到所述石墨相CN薄膜。

本发明的有益效果是：

一、蒸发设备的高真空度对氮化碳粉进行蒸发，从而直接得到高纯度的CN薄膜，蒸发腔室真空度可达到10^－6Pa，腔室干净，无污染，镀制的薄膜质量高。

二、整个蒸镀过程中，以氮化碳为原料，直接进行蒸发镀制，方法简单，无其他变量的引入，保证了薄膜的质量。

三、真空保温退火，达到薄膜均匀化和提高薄膜质量的目的。

具体实施方式

实施例一

本发明提供一种蒸发镀制石墨相CN薄膜的方法，包括以下步骤：

a、采用单晶硅片作为衬底，清洗衬底，去除衬底表面污渍；可使用丙酮、酒精、去离子水等超声波清洗，然后热风吹干；

b、将衬底置于蒸发镀膜腔室内，采用99.99%纯度的氮化碳粉为蒸发源，开启蒸发设备，启动离子泵，抽真空，当真空度达到3.0*10^－6Pa的超高真空时，开启蒸发电源，进行加热，而后进行3min的预蒸发，预蒸发结束后，调整蒸发功率至300W，蒸发时间30min，在衬底表面蒸发镀制CN薄膜；

c、将镀制了CN薄膜的衬底放入退火炉，在400℃的温度下真空退火3小时，然后自然冷却至常温，得到所述石墨相CN薄膜。

实施例二

本发明提供一种蒸发镀制石墨相CN薄膜的方法，包括以下步骤：

a、采用单晶硅片作为衬底，清洗衬底，去除衬底表面污渍；可使用丙酮、酒精、去离子水等超声波清洗，然后热风吹干；