一种低压下基于石墨制备金刚石的方法

技术特征：
1.一种低压下基于石墨制备金刚石的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)石墨片预处理将石墨片进行打磨，抛光，在有机溶剂中超声清洗，再用去离子水清洗，干燥后完成预处理；(2)钽丝碳化在安装有钽丝的热丝化学气相沉积设备中，以纯氢气和丙酮为碳化气源进行钽丝碳化，纯氢气流量为150～200sccm，丙酮流量为50～80sccm，5～7v碳化5～10min，10～12v碳化5～10min，13～15v碳化3～5min，控制碳化气压为5.3～6kpa，碳化结束后，停止通入丙酮，在氢气气氛中迅速降低功率至0，完成钽丝碳化过程；(3)ta沉积处理一将经过步骤(1)预处理的石墨片作为衬底放入步骤(2)的热丝化学气相沉积设备中，钽丝距石墨片表面3～25mm，调整氢气流量为10～250sccm，功率为400～2400w，控制气压3.5～5kpa，沉积0.5～5h后，在氢气气氛中以1v/min的速度降低功率至0，完成第一步ta沉积处理；(4)ta沉积处理二将经过步骤(3)处理的石墨片作为衬底放入步骤(2)的热丝化学气相沉积设备中，钽丝距石墨片表面3～20mm，调整氢气流量为10～250sccm，功率为2000～2400w，控制气压3.5～5kpa，ta沉积0～6h后，在氢气气氛中以1v/min的速度降低功率至0，完成第二步ta沉积处理(5)退火处理将经过步骤(4)处理的石墨片封入石英管内，放入马弗炉中800～1000℃退火0～30min，之后取出，在石墨片上得到金刚石。2.如权利要求1所述的低压下基于石墨制备金刚石的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述有机溶剂为乙醇或丙酮。3.如权利要求1所述的低压下基于石墨制备金刚石的方法，其特征在于，步骤(2)中，碳化参数为：7v碳化8min或10min，12v碳化7min或10min，15v碳化3min或5min。4.如权利要求1所述的低压下基于石墨制备金刚石的方法，其特征在于，钽丝的金属元素ta替换为过渡族金属，如ir、re、zr、w、ti或hf。

技术总结
本发明公开了一种低压下基于石墨制备金刚石的方法，该方法结合第一性原理理论计算和实验研究，通过将过渡族金属沉积到石墨表面，实现了低压下石墨向金刚石的转变；本发明具有条件温和、成本低廉的优势，并且对设备要求较低、工艺简单、易于操作，得到的过渡金属终止的金刚石具有半导体性质，为金刚石电子器件应用提供新材料。提供新材料。


技术研发人员：胡晓君 朱志光 姜从强 陈成克 郭迪峰 柯昌成
受保护的技术使用者：浙江工业大学
技术研发日：2022.03.25
技术公布日：2022/7/15