纳米金刚石薄膜的制备与应用综述

李育凌

摘 要： 本文根据前人的研究，从制备方法，制备过程中的影响因素及应用等方面对纳米金刚石薄膜的相关特性做了总结。

关键词： 纳米金刚石薄膜;制备;应用

1 纳米金刚石薄膜（纳米金刚石）的制备

1.1 主要制备方法

1.1.1 HFCVD法

热丝化学气相沉积（HFCVD）法沉积金刚石膜，主要是将含有碳源的反应气体通过热丝产生的大于2000℃的高温，热解为活性基团，通过活性基团的相互作用形成sp3键型的金刚石相，同时被离化的原子氢将对基片上sp2键型的石墨相进行刻蚀，在基片表面最终形成sp3键型的金刚石相，最后在在经过金刚石微粉研磨处理后的硅片上沉积出结构致密、质量良好的纳米金刚石薄膜。

1.1.2 MPCVD法

在微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）法中，微波源产生的微波通过波导耦合并穿过绝缘窗口（通常为石英）进入反应腔体放电，同时将含有碳源的反应气体通入腔体，腔体中，气体分子的电子在吸收微波能量生成反应活性基团，通过活性基团的相互作用在等离子体球的基片表面沉积得到金刚石薄膜。

1.1.3 直流电弧等离子体CVD法

在直流电弧等离子体CVD法利用直流放电产生等离子体，等离子体和含有碳源的反应气体作用，在衬底上沉积出金刚石薄膜。在该过程中，等离子体的自加热效应将衬底加热，并可以通過调节放电电流来调节衬底的温度。由于放电区域较大，该方法制备的纳米金刚石薄膜的均匀性非常好。

1.2 制备过程中的影响因素

1.2.1 生长时间对纳米金刚石薄膜微结构的影响