一种表面具有纳米锥尖结构的自支撑掺硼金刚石膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种表面包括纳米锥尖结构的自支撑掺硼金刚石膜及其制备方法，自支撑掺硼金刚石膜厚度为450

【技术实现步骤摘要】
一种表面具有纳米锥尖结构的自支撑掺硼金刚石膜及其制备方法


[0001]本专利技术是关于半导体材料
，特别是关于一种表面具有纳米锥尖结构的自支撑掺硼金刚石膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]掺硼金刚石(掺硼金刚石)由于其独特的特性，如宽电位窗口和高电化学稳定性，成为储能领域的有力竞争者。然而，当前常用掺硼金刚石薄膜的电极比电容极小限制了其在电容器领域的应用。众所周知，纳米结构的掺硼金刚石电极因可以提高电解液与电极的接触面积，可以极大的提高掺硼金刚石电极的比电容量。此外，在平板掺硼金刚石薄膜电极上制备纳米锥结构可能会破坏/损坏掺硼金刚石薄膜与基底之间的界面，引起电极比电容量下降，严重时会使薄膜与基底脱离，直接导致电极失效。因此，为了避免基底的影响，在自支撑掺硼金刚石膜上制备纳米锥结构是值得探索的一种制备高性能微型电容器的思路。
[0003]在自支撑掺硼金刚石膜上构建纳米结构制备微型超级电容器具有以下三个优点：i)自支撑掺硼金刚石膜结构可以从根本上避免因基底剥离而导致的电极失效问题；ii)纳米结构可以在掺硼金刚石膜上面原位制备，而不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种表面具有纳米锥尖结构的自支撑掺硼金刚石膜，其特征在于，所述自支撑掺硼金刚石膜厚度为450
‑
550μm，表面分布有垂直于自支撑掺硼金刚石膜表面的纳米锥尖结构，所述纳米锥尖的长度为200
‑
500nm，相邻纳米锥尖之间的间距为10
‑
200nm，所述纳米锥尖结构的底锥部连接所述自支撑掺硼金刚石膜表面，且所述纳米锥尖结构是通过刻蚀自支撑掺硼金刚石膜表面形成。2.根据权利要求1所述的表面具有纳米锥尖结构的自支撑掺硼金刚石膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、自支撑掺硼金刚石膜的制备：以金属钼为基底，使用热丝化学气相沉积设备沉积得到自支撑掺硼金刚石膜；S2、自支撑掺硼金刚石膜表面纳米锥的制备：使用氧等离子反应离子刻蚀方法在步骤S1所得的自支撑掺硼金刚石膜上进行刻蚀，然后脱去金属钼基底，得到所述表面包括纳米锥结构的自支撑掺硼金刚石膜。3.根据权利要求2所述的表面具有纳米锥尖结构的自支撑掺硼金刚石膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S1还包括Mo基底预处理的步骤S11，所述S11包括以下步骤：S111、喷砂：采用W40白刚玉砂的喷砂机，喷枪气压在0.2～0.4Pa，对Mo基底的表面进行打磨，直至Mo基底表面颜色均匀一致为止；S112、气吹：喷砂后采用0.2
‑
0.4Pa的压缩空气冲吹基底表面；S113、清洗：用无尘布先后分别蘸丙酮和乙醇将Mo基体表面擦干、备用。4.根据权利要求2所述的表面具有纳米锥尖结构的自支撑掺硼金刚石膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S1还包括种晶步骤S12：用无尘布蘸含有金刚石微粉的乙醇或丙酮溶液，擦拭钼基体，进行种晶；所述含有金刚石微粉的乙醇或丙酮溶液是指：将2g金刚石粉分散在100m L乙醇或丙酮溶液中，其中金刚石粉的直径范围8～12nm；种晶后，再用0.2
‑
0.4Pa的氮气将种晶后的钼基底表面吹干。5.根据权利要求2所述的表面具有纳米锥尖结构的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张静，于翔，赵志岩，裴敬轩，张志强，
申请(专利权)人：山东省科学院新材料研究所，
类型：发明
国别省市：