大尺寸单晶金刚石的制备方法技术

技术编号:40532306 阅读:36 留言:0更新日期:2024-03-01 13:53
本发明专利技术公开一种大尺寸单晶金刚石的制备方法,包括:在异质衬底表面外延生长高取向的多晶金刚石外延层,除去异质衬底得到自支持高取向的多晶金刚石薄片;对多晶金刚石薄片的成核面抛磨找平,再沿着标记方向对多晶金刚石薄片的生长面做直线单向或往复研磨与抛光;在处理后的多晶金刚石薄片的生长面继续外延生长高取向的多晶金刚石外延层,再次对多晶金刚石薄片的成核面抛磨找平和沿着标记方向对多晶金刚石薄片的生长面做直线单向或直线往复研磨与抛光,重复此步骤直至得到单晶金刚石薄片。本发明专利技术先在异质衬底上生长多晶金刚石,然后从多晶金刚石逐步过渡为单晶金刚石,降低了对设备、技术及原材料的要求,便于规模化生长大尺寸单晶金刚石。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金刚石制备,是一种大尺寸单晶金刚石的制备方法


技术介绍

1、单晶金刚石具有优异的物理化学性能,在机械、电子和半导体等领域具有重要的应用价值,为了拓展这些应用,需要制备出大尺寸单晶金刚石。

2、由于自然界中没有大尺寸的金刚石,hpht法、cvd法同质外延单晶金刚石目前只能在小尺寸单晶上生长,获得大尺寸单晶金刚石非常困难。现有获得大尺寸单晶金刚石的方法中:三维法生长周期太长;单晶马赛克拼接法的基片选材及制备困难,而且接缝处位错及应力缺陷严重。这些制约因素导致人们考虑异质外延的可行性。而目前见诸报道的成功的异质外延方法都需要使用到金属铱,金属铱的稀缺及昂贵限制了这一方法的发展。

3、针对上述现有技术不足之处,有必要提出新的大尺寸单晶金刚石制备方法,以便大规模、低成本地生长大尺寸单晶金刚石。


技术实现思路

1、本专利技术的目的是针对现有技术中的不足,提供一种大尺寸单晶金刚石的制备方法,先在异质衬底上生长多晶金刚石,然后从多晶金刚石逐步过渡为单晶金刚石,便于大尺寸单晶金刚石的规模本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种大尺寸单晶金刚石的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的大尺寸单晶金刚石的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中预处理为:采用金刚石粉末机械打磨异质衬底表面,金刚石粉末的粒度为10nm~40μm。

3.根据权利要求1所述的大尺寸单晶金刚石的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中预处理为:将异质衬底放入含金刚石粉末的去离子水、乙醇或异丙醇中超声打磨,金刚石粉末粒度为1μm~60μm。

4.根据权利要求1所述的大尺寸单晶金刚石的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中预处理为:在异质衬底上直接涂布纳米金刚石粉末,金刚石粉末粒度...

【技术特征摘要】

1.一种大尺寸单晶金刚石的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的大尺寸单晶金刚石的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中预处理为:采用金刚石粉末机械打磨异质衬底表面,金刚石粉末的粒度为10nm~40μm。

3.根据权利要求1所述的大尺寸单晶金刚石的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中预处理为:将异质衬底放入含金刚石粉末的去离子水、乙醇或异丙醇中超声打磨,金刚石粉末粒度为1μm~60μm。

4.根据权利要求1所述的大尺寸单晶金刚石的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中预处理为:在异质衬底上直接涂布纳米金刚石粉末,金刚石粉末粒度为1nm~100nm。

5.根据权利要求1所述的大尺寸单晶金刚石的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中预处理为:采用带直流偏压的cvd法或离子注法入在异质衬底表层形成一层含有带sp3键的晶核的富碳层。

6.根据权利要求1所述的大尺寸单晶金刚石的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中预处理为:在异质衬底表面涂覆纳米金刚石分散液,纳米金刚石粒度为1nm~10nm。

7.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员:王忠强王琦梁智文陶仁春刘强王新强
申请(专利权)人:北京大学东莞光电研究院
类型:发明
国别省市:

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