申请人:浙江工业大学
发明人:胡晓君 仰宗春
摘要: 本发明提供了一种石英基Si‑V发光的单颗粒层纳米金刚石薄膜,其制备方法为:用纳米金刚石溶液对石英衬底进行超声振荡预处理;采用热丝化学气相沉积法,在经过预处理的石英衬底上制备得到纳米金刚石薄膜,再将其置于500~650℃的空气中保温10~50min,即制得所述的石英基Si‑V发光的单颗粒层纳米金刚石薄膜;本发明简单易行、容易操作,制备得到的具有强Si‑V发光的单颗粒层纳米金刚石薄膜与石英基体结合力较弱,为剥离获得具有Si‑V发光的纳米金刚石晶粒奠定了良好的基础,这对于实现纳米金刚石在生物标记、单光子源等领域的应用具有十分重要的科学意义和工程价值。
主权利要求:1.一种石英基Si-V发光的单颗粒层纳米金刚石薄膜,其特征在于,所述石英基Si-V发光的单颗粒层纳米金刚石薄膜按如下方法制备得到:(1)用纳米金刚石溶液对石英衬底进行超声振荡预处理;(2)采用热丝化学气相沉积法,在经过步骤(1)预处理的石英衬底上制备得到纳米金刚石薄膜,再将其置于500~650℃的空气中保温10~50min,即制得所述的石英基Si-V发光的单颗粒层纳米金刚石薄膜。
2.如权利要求1所述的石英基Si-V发光的单颗粒层纳米金刚石薄膜,其特征在于,所述步骤(1)的操作方法为:将纳米金刚石粉末以料液质量比1:50~150分散于去离子水中,得到纳米金刚石溶液,将石英衬底置于所得纳米金刚石溶液中,使用功率为200W的超声波振荡机进行超声波振荡0.5~3h,之后将石英衬底依次置于去离子水、丙酮中,使用功率为200W的超声波振荡机分别进行超声清洗2min,最后干燥,备用。
3.如权利要求1所述的石英基Si-V发光的单颗粒层纳米金刚石薄膜,其特征在于,所述步骤(2)的操作方法为:将经过步骤(1)预处理的石英衬底放入热丝化学气相沉积设备,以丙酮为碳源,采用氢气A鼓泡方式将丙酮带入到反应室中,氢气B、丙酮的流量比为200:90,热丝与石英衬底的距离为6~10mm,反应功率为1600~2000W,工作气压为1.63~2.63Kpa;薄膜生长时间为5~30min,在反应过程中不加偏压,薄膜生长结束后,在不通氢气B的条件下降温冷却至室温,即在石英衬底上制备得到纳米金刚石薄膜,再将其置于500~650℃的空气中保温10~50min,即制得所述的石英基Si-V发光的单颗粒层纳米金刚石薄膜。
4.如权利要求1所述的石英基Si-V发光的单颗粒层纳米金刚石薄膜,其特征在于,由尺寸为300~600nm的颗粒组成,每个颗粒中包含尺寸为纳米级的金刚石晶粒和非晶碳相。