[发明专利]一种掺硼金刚石膜/碳膜复合电极材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种掺硼金刚石膜/碳膜复合电极材料的制备方法。其特点是通过采用常规金刚石膜制备方法，先在不导电衬底（2）上制备绝缘金刚石膜（3）。然后在衬底另一面制备掺硼金刚石膜（1），同时绝缘金刚石膜部分转变为碳膜（4）。碳膜的制备主要利用绝缘金刚石膜在高温及硼源中氧的作用下，将金刚石部分转化为非金刚石相例如石墨、非晶态碳，与制备掺硼金刚石膜是同时进行的。这种复合型平面电极材料，在应用时将利用碳膜阻抗低，电荷存储能力更高的优势实现电刺激，同时掺硼金刚石膜信噪比高，更利于电信号的检测。与一般的电极制备方法相比，在衬底上制备了两种电极材料，可以实现两种功能。

主权项

一种掺硼金刚石膜/碳膜复合电极材料的制备方法，其特征在于：（1）采用化学气相沉积法（CVD）在不导电衬底上沉积5μm以上的金刚石膜，另一面用金刚石粉进行研磨处理，然后将衬底材料切割成电极所需要的尺寸和形状，按常规方法清洗干净后，再用乙醇或丙酮超声清洗，吹干后待用； （2）采用化学气相沉积法（CVD）制备掺硼金刚石膜和碳膜，研磨面朝上，金刚石膜面紧贴基台，通过氢气鼓泡携带溶解在有机试剂中的三氧化二硼（B2O3），在研磨面沉积掺硼金刚石膜，同时背面金刚石膜部分转变为碳膜，制成掺硼金刚石膜和碳膜的双面平面式电极；（3）以微波等离子体CVD法为例，将清洗好的样品放入反应腔的基台上，反应腔抽真空，开启微波发生器，反应气体为含碳气体（例如甲烷）、氢气、氩气用于金刚石膜制备的常用气体，含碳气体浓度0.1‑5vol%，基体温度600‑1000°C，工作气体压力2‑6.5KPa，微波输出功率600‑2000W（根据微波源功率而定）；生长过程进行到预计厚度后，关断气源和微波发生器，膜层厚度可为1‑20mm；样品取出后，切割成电极所需要的尺寸和形状，再次放入反应腔体，研磨面朝上，金刚石膜面紧贴基台，通过气体例如氢气鼓泡携带溶解在丙酮中的三氧化二硼 （B2O3），B/C比为1:100‑1:1000，在研磨面沉积掺硼金刚石膜，同时金刚石膜面受到高温和氧的作用，部分金刚石转变形成含sp2 键的碳膜。