一种金刚石纳米坑阵列及其制备方法

摘要

本发明的一种金刚石纳米坑阵列及其制备方法属于金刚石纳米结构的技术领域。金刚石纳米坑阵列，是在(100)面金刚石单晶表面刻蚀成平均密度为0.5×10⁹～1.5×10⁹cm^-2的纳米坑，纳米坑的纵截面形状为倒梯形，坑口宽度80～150纳米；纳米坑内可以置有金纳米颗粒。制备方法是清洁金刚石单晶表面，利用离子溅射法溅镀金膜，用微波激发氧等离子体对覆有金膜的金刚石单晶进行刻蚀。本发明具有操作简单，成本低，可大面积生产，刻蚀气体安全无污染等优点；将纳米金的广泛应用与金刚石的优异特性相结合，为金纳米颗粒提供稳定的基底，能改善金纳米颗粒在应用中所存在的易聚合及加入稳定剂造成表面污染的问题。

主权项

一种金刚石纳米坑阵列的制备方法，所述的金刚石纳米坑阵列，是在(100)面金刚石单晶表面刻蚀成平均密度为0.5×10⁹～1.5×10⁹cm^‑2的纳米坑，纳米坑的纵截面形状为倒梯形，纳米坑深度50～100纳米，坑口宽度80～150纳米；制备按下述步骤进行：首先，在洁净的金刚石单晶表面利用离子溅射法溅镀金膜，具体的，清洁(100)面金刚石单晶表面，再将清洁后的(100)面金刚石单晶放入真空室内，开启机械泵，待真空抽至5～7Pa通入氩气，使压强稳定在12～13Pa，调节金靶上的电压为1400V，溅射8～10秒；其次，用微波激发氧等离子体对覆有金膜的金刚石单晶进行刻蚀，具体的，将覆有金膜的金刚石单晶置于微波等离子体化学气相沉积系统的样品托上，封闭腔体，开启机械泵，抽真空，通入纯度为99.99％以上的氧气进行刻蚀；刻蚀过程中，氧气流量为6～20sccm，压强1～3kPa，微波功率150～300W，刻蚀时间10～240秒；最后，除去金刚石纳米坑内的金纳米颗粒，具体的，将样品放入体积比为3∶1浓盐酸和浓硝酸中蒸煮30min，然后分别用丙酮，酒精超声清洗，最后用氮气吹干。