The invention discloses a pretreatment method for preparing nano diamond thin film substrate, using function of open loop multi branch polymerization of glycidyl, formation of functional groups on the surface of nano diamond powder, nano diamond powder has excellent dispersibility in the grafting polymerization of glycerol in the solution (ND PG), dissolved in methanol solution for thin film a seed solution nuclear, high quality nanocrystalline diamond films by microwave plasma chemical vapor and heterogeneous substrate deposition provides an effective method of. The present invention in the surface grafted nano diamond powder groups, greatly increase the powder dispersion in water, reduce the reunion, peripheral derivative effect further functionalization, increase the nucleation density of the substrate, improve the nucleation quality, for the preparation of high quality nanocrystalline diamond films have great significance.
【技术实现步骤摘要】
纳米金刚石薄膜制备用衬底预处理方法
本专利技术涉及一种无机非金属材料制造工艺,特别是涉及一种纳米金刚石薄膜制备工艺,还涉及一种衬底预处理方法,应用于金刚石薄膜制备
技术介绍
金刚石作为一种具有很多独特性能的材料,如大禁带宽度(达到5.5eV)、低介电常数、高击穿电压、高电子空穴迁移率、高热导率以及优越的抗辐射性能,且化学稳定性好,所有这些物理、化学和电学特性使得金刚石有可能成为未来在高温强辐射等恶劣条件下工作的电子器材材料。近些年人们把更多的注意力集中到了采用CVD法制备金刚石薄膜,并取得了很大的进步,但是金刚石薄膜的制备过程中对衬底的要求非常苛刻,很多衬底上很难生长金刚石薄膜,并且生长速度较慢,生长的金刚石薄膜晶界和缺陷较多,很难满足金刚石薄膜在各个方面的应用。因此异质衬底上沉积金刚石薄膜需要一些加强成核的步骤,直接在未处理过的硅片上生长的成核密度大约是104-105cm-2。目前预处理非金刚石衬底的方法有机械研磨法、超声清洗法、偏压成核法、金刚石微粉成核法等,通过预处理衬底,成核密度可以超过1011cm-2。这对于平均晶粒尺寸为纳米量级的纳米金刚石薄膜更有意义。但金刚石微粉密度大,纳米级颗粒易于团聚,直接制备的籽晶溶液分散性较差,影响成核。为了改善纳米金刚石粉末在有机溶剂中的分散性,利用表面官能团改性的方法改变分子结构来改善的研究,多用线形聚醚类化合物,而针对聚合甘油这样的超分支多羟基化合物的研究比较少,将聚合甘油应用于改善纳米金刚石粉末改性还未见相关报导。
技术实现思路
为了解决现有技术问题,本专利技术的目的在于克服已有技术存在的不足,提供一种 ...
【技术保护点】
一种纳米金刚石薄膜制备用衬底预处理方法,其特征在于,包括如下步骤:a.纳米金刚石粉末的预处理:用质量百分比浓度不低于98%的浓硫酸和质量百分比浓度不低于60%的浓硝酸混合溶液,按照浓硫酸和浓硝酸的体积比为1:1~5:1的比例配制强酸混合液,然后将粒度为1~30nm的纳米金刚石粉末加入到强酸混合液中充分混合,并在100~300℃下对金刚石粉末和强酸的混合液加热处理1‑5h,得到粉末,然后在粉末蒸干后,再加入去离子水,然后进行过滤,使得到的粉末直至呈中性后,再干燥箱烘干粉末,得到ND预处理粉末;b.聚合甘油嫁接的纳米金刚石粉末的制备:取20~90mg在所述步骤a中制备的ND预处理粉末溶入3~10mL环氧丙醇溶剂中,将得到的悬浊液在不低于室温下超声处理1~3h,再在100~200℃下进行磁性搅拌1~10h,得到改性ND‑PG凝胶,然后将改性ND‑PG凝胶冷却至不高于室温后,再用30~100mL甲醇超声2~8h稀释改性ND‑PG凝胶,并过滤去除多余沉淀,得到改性纳米金刚石籽晶分散液;c.衬底预处理:将衬底用丙酮、乙醇进行清洗,然后利用匀胶机,将在所述步骤b中制备的改性纳米金刚石籽晶分散液以30 ...
【技术特征摘要】
1.一种纳米金刚石薄膜制备用衬底预处理方法,其特征在于,包括如下步骤:a.纳米金刚石粉末的预处理:用质量百分比浓度不低于98%的浓硫酸和质量百分比浓度不低于60%的浓硝酸混合溶液,按照浓硫酸和浓硝酸的体积比为1:1~5:1的比例配制强酸混合液,然后将粒度为1~30nm的纳米金刚石粉末加入到强酸混合液中充分混合,并在100~300℃下对金刚石粉末和强酸的混合液加热处理1-5h,得到粉末,然后在粉末蒸干后,再加入去离子水,然后进行过滤,使得到的粉末直至呈中性后,再干燥箱烘干粉末,得到ND预处理粉末;b.聚合甘油嫁接的纳米金刚石粉末的制备:取20~90mg在所述步骤a中制备的ND预处理粉末溶入3~10mL环氧丙醇溶剂中,将得到的悬浊液在不低于室温下超声处理1~3h,再在100~200℃下进行磁性搅拌1~10h,得到改性ND-P...
【专利技术属性】
技术研发人员:王林军,赵申洁,黄健,任兵,唐可,
申请(专利权)人:上海大学,
类型:发明
国别省市:上海,31
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