[发明专利]一种金刚石纳米毛刺结构的制备方法

说明书

本发明涉及一种金刚石纳米毛刺结构的制备方法，包括：提供衬底；在所述衬底上形成纳米晶金刚石薄膜；以及将形成有纳米晶金刚石薄膜的衬底在含氧气氛中退火，得到金刚石纳米毛刺结构。本发明方法可制备具有纳米级密排结构的纳米晶金刚石薄膜，该薄膜生长速率快，并且利用该薄膜通过高选择比的氧化反应可容易地获得大长径比、高密度的金刚石纳米毛刺结构。本发明方法中的高选择比的氧化反应使得金刚石消耗量小。另外，本发明方法的设备和工艺简单，可大大降低加工成本。

技术领域

本发明涉及金刚石纳米结构领域，具体涉及一种金刚石纳米毛刺结构的制备方法。

背景技术

金刚石具有高折射率、低吸收率以及极高的硬度、热导率和抗腐蚀性。金刚石的微纳结构有助于材料特性的增强，在超级电容或电化学污水处理电极、场发射器件和离子过滤筛等方面展现出优异性能。金刚石纳米结构包含纳米多孔薄膜、纳米柱、金刚石泡沫、纳米羽毛以及纳米纤维薄膜等等。由于金刚石硬度高且化学惰性极强，其微纳结构的制备难度很大。目前，金刚石纳米结构的制备方法主要包括反应离子刻蚀、电化学腐蚀。这些制备方法存在选择比低且金刚石消耗量大的缺点。因此，需要开发一种选择比高且金刚石消耗量小的金刚石纳米结构的制备方法。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种金刚石纳米毛刺结构的制备方法，该方法的选择比高、金刚石消耗量小，且设备和工艺简单，可大大降低加工成本。

为了实现以上目的，本发明提供如下技术方案。

一种金刚石纳米毛刺结构的制备方法，包括：

提供衬底；

在所述衬底上形成纳米晶金刚石薄膜；以及

将形成有纳米晶金刚石薄膜的衬底在含氧气氛中退火，得到金刚石纳米毛刺结构。

与现有技术相比，本发明达到了以下技术效果：

1.本发明方法可制备具有纳米级密排结构的纳米晶金刚石薄膜，该薄膜生长速率快，并且利用该薄膜通过高选择比的氧化反应可容易地获得大长径比、高密度的金刚石纳米毛刺结构。

2.本发明方法中的高选择比的氧化反应使得金刚石消耗量小。

3.本发明方法的设备和工艺简单，可大大降低加工成本。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1和图2为本发明实施例1提供的制备方法中每步所得结构的示意图。

图3和图4为本发明实施例1提供的制备方法中每步所得结构的扫描电子显微镜图。

图5为本发明对比例1所得结构的扫描电子显微镜图。

附图标记说明

100为衬底，200为纳米晶金刚石薄膜，300为金刚石相纳米骨架，400为非金刚石相碳，500为金刚石纳米毛刺。

具体实施方式

以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。

在附图中示出了根据本公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。