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　　申请号：201510112306.0
       申请人：王宏兴
       发明人：王宏兴 刘璋成 李硕业 王玮 王菲 李奉南 张景文 卜忍安 侯洵

       摘要：本发明公开了一种单晶金刚石纳米柱阵列结构的制备方法，包括以下步骤：a.以单晶金刚石为衬底，将纳米分散液滴到单晶金刚石表面，通过旋涂的方法在单晶金刚石表面均匀分散；b.利用反应离子刻蚀技术，采用氧等离子体来刻蚀所述步骤a中分散有纳米颗粒的单晶金刚石；c.采用湿法刻蚀或超声清洗方法，去除单晶金刚石衬底表面的纳米颗粒，即形成单晶金刚石纳米柱阵列结构。本发明采用自组装工艺，对单晶金刚石衬底进行处理，获得单晶金刚石纳米柱阵列结构，再对其进行横向外延生长，获得高质量的单晶金刚石薄膜，可以有效的降低位错密度，改善单晶金刚石薄膜的生长质量。

       主权利要求：1.单晶金刚石纳米柱阵列结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a.以单晶金刚石为衬底，将纳米分散液滴到单晶金刚石表面，通过旋涂的方法在单晶金刚石表面均匀分散；b.利用反应离子刻蚀技术，采用氧等离子体来刻蚀所述步骤a中分散有纳米颗粒的单晶金刚石；c.采用湿法刻蚀或超声清洗方法，去除单晶金刚石衬底表面的纳米颗粒，即形成单晶金刚石纳米柱阵列结构。

       2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纳米颗粒为纳米二 氧化硅、纳米三氧化二铝或纳米二氧化钛中的任意一种，且所述纳米颗粒直 径为10nm～3μm。

       3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述纳米分散液是 将纳米颗粒分散到酒精或者丙酮溶液中制备得到。

       4.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述的单晶金刚石 为高温高压法制备的单晶金刚石或微波等离子体化学气相沉积法制备的单 晶金刚石。

       5.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤a中旋涂 的具体方法为：利用匀胶机在单晶金刚石表面均匀旋涂纳米分散液，通过调 节分散液浓度和旋涂速度，以获得在金刚石衬底表面均匀紧密排列的单层纳 米颗粒。

       6.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤b中的刻 蚀条件为：氧气40sccm，压强8Pa，功率200W。

       7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤c中湿法刻蚀 的具体方法为： 1)若纳米颗粒为二氧化硅，则采用氟化氢溶液对其进行溶解；若纳米 颗粒为三氧化二铝，则采用盐酸对其进行溶解；若纳米颗粒为二氧化钛，则 采用热的浓硫酸对其进行溶解； 2)再对经步骤1)溶解后的单晶金刚石依次采用丙酮、酒精、去离子水 进行超声清洗，以去除残留溶解物。

       8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤c中超声清洗 的具体方法为：对单晶金刚石表面直接依次采用丙酮、酒精和去离子水进行 超声清洗，以去除纳米颗粒。

       9.权利要求1至8中任意一项所述单晶金刚石纳米柱阵列结构在生成单 晶金刚石薄膜中的应用，其特征在于，通过在单晶金刚石衬底表面的纳米柱 上进行金刚石同质外延生长，并在纳米凹槽上横向生长，从而在单晶金刚石 纳米柱阵列结构的衬底上生长出单晶金刚石薄膜。