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专利号: 2022115498781
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种密堆积纳米金刚石薄膜,其特征在于所述密堆积纳米金刚石薄膜按如下方法制备:(1)旋涂液配制:将粒径为3nm–1μm的金刚石粉末、胶粘剂和活性剂均匀分散于有机溶剂中,得到旋涂液;所述金刚石粉末与活性剂的质量比为100:5‑10;所述有机溶剂的体积以所述金刚石粉末的质量计为0.3‑0.5mL/mg;所述胶粘剂与所述有机溶剂的体积比为1:20‑

40;所述活性剂为溴化十六烷基三甲铵、聚二烯丙基二甲基氯化铵、环氧丙醇、十八烷基二甲基苄基氯化铵中的一种或两种以上的混合物;

(2)旋涂种晶:在单晶硅片表面旋涂步骤(1)所述的旋涂液,所述旋涂包括15‑20个循环,每个循环为1000rpm旋涂10s后3000rpm旋涂30s;得到表面涂布有一层致密的种晶层的硅片;

(3)热处理:将步骤(2)所述的表面涂布有一层致密的种晶层的硅片置于管式炉中,在氩气保护气氛中500‑800℃热处理8‑20min,得到热处理后的硅片;

(4)将步骤(3)所述的热处理后的硅片作为衬底,以丙酮作为碳源进行热丝化学气相沉积;得到所述密堆积纳米金刚石薄膜。

2.如权利要求1所述的密堆积纳米金刚石薄膜,其特征在于:步骤(1)中所述金刚石粉末为纳米金刚石粉末。

3.如权利要求2所述的密堆积纳米金刚石薄膜,其特征在于:纳米金刚石粉末为W3金刚石粉末、N3金刚石粉末或YKJ金刚石粉末。

4.如权利要求1所述的密堆积纳米金刚石薄膜,其特征在于:步骤(1)中所述胶粘剂为聚乙烯醇、环氧树脂、聚醋酸乙烯酯中的一种或两种以上的混合物。

5.如权利要求3所述的密堆积纳米金刚石薄膜,其特征在于:步骤(1)中所述胶粘剂为环氧树脂。

6.如权利要求1所述的密堆积纳米金刚石薄膜,其特征在于:步骤(1)中所述有机溶剂为二甲亚砜、丙酮、乳酸乙酯中的一种或两种以上的混合溶剂。

7.如权利要求1所述的密堆积纳米金刚石薄膜,其特征在于:步骤(1)中所述有机溶剂为丙酮。

8.如权利要求1所述的密堆积纳米金刚石薄膜,其特征在于:步骤(2)中所述单晶硅片在旋涂前还进行了如下预处理:切割成20×20mm大小,置于丙酮中超声清洗,氮气枪吹干。

9.如权利要求1所述的密堆积纳米金刚石薄膜,其特征在于步骤(4)中所述热丝化学气相沉积按如下方法操作:所述丙酮由流量为60‑100sccm的氢气鼓泡带入到热丝化学气相沉积设备的反应室中,同时通入流量为100‑300sccm的纯氢气,生长功率为1800‑2400W,控制生长压力为1.8‑2.0KPa,生长时间为45‑60min,在生长结束后,停止通入碳源,在纯氢气气氛中以1V/min的速率降低工作电压至0,得到所述密堆积纳米金刚石薄膜。

10.如权利要求9所述的密堆积纳米金刚石薄膜,其特征在于:所述生长功率为2200W,生长压力为1.8KPa,生长时间为60min。