[發明專利]一種納米金剛石過渡金屬色心的植晶摻雜制備方法

有效

• 申請號: 202010699703.3
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111705305B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 譚心;陳路華;劉志鑫;未雪原
• 申請（專利權）人: 內蒙古科技大學
• 主分類號: C23C16/27
• 分類號: C23C16/27;C23C16/56;C23C16/511
• 代理公司: 北京眾元弘策知識產權代理事務所(普通合伙) 11462
• 代理人: 宋磊;王洪波

1.一種納米金剛石過渡金屬色心的植晶摻雜制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：將石英基底依次用丙酮、無水乙醇、去離子水超聲清洗，去除石英基底表面有機物和殘余雜質；

步驟二：將清洗后的石英基底放入微波等離子體化學氣相沉積設備的沉積腔中，在石英基底的表面生長納米金剛石薄膜，生長完成的納米金剛石薄膜形成金剛石基底；

步驟三：對金剛石基底進行去表面石墨處理，去表面石墨處理采用空氣中加熱氧化的方式，加熱溫度為550℃，加熱過程中升溫降溫速率均為200℃/h，保溫時間為1h；

步驟四：對去表面石墨處理后的金剛石基底進行清洗：依次置于丙酮、無水乙醇、去離子水中超聲清洗；

步驟五：配制混合植晶液：通過超聲處理方式，將納米金剛石膠體溶液和過渡金屬粉末混合均勻，得到混合植晶液，納米金剛石膠體溶液中的納米金剛石顆粒粒徑為3nm～4nm，過渡金屬粉末顆粒粒徑為2μm～5μm，超聲混合時的超聲頻率為500Hz～700Hz，超聲時間為30min～50min；

步驟六：將所述步驟四得到的金剛石基底放置于所述步驟五配制的混合植晶液中，進行超聲植晶，超聲頻率為500Hz～700Hz，超聲時間為40min～50min，得到混合晶種均勻分布的金剛石基底；

步驟七：將所述步驟六得到的金剛石基底放入微波等離子體化學氣相沉積設備的沉積腔中，在金剛石基底表面生長納米金剛石薄膜；

步驟八：對步驟七得到的樣品進行高溫退火處理；

步驟九：將步驟八得到的樣品進行去表面石墨處理，然后將其依次置于丙酮、無水乙醇、去離子水中超聲清洗，得到具有過渡金屬色心的納米金剛石。

2.根據權利要求1所述的一種納米金剛石過渡金屬色心的植晶摻雜制備方法，其特征在于，步驟二中所述金剛石基底的厚度為600nm～800nm。

3.根據權利要求1所述的一種納米金剛石過渡金屬色心的植晶摻雜制備方法，其特征在于，所述超聲清洗的溫度為30℃，超聲頻率為700Hz，超聲時間為10min。

4.根據權利要求1所述的一種納米金剛石過渡金屬色心的植晶摻雜制備方法，其特征在于，步驟五中，過渡金屬粉末顆粒粒徑為2μm，超聲頻率為700Hz，超聲時間為40min。

5.根據權利要求1所述的一種納米金剛石過渡金屬色心的植晶摻雜制備方法，其特征在于，步驟六中，所述超聲植晶的溫度為30℃。

6.根據權利要求1所述的一種納米金剛石過渡金屬色心的植晶摻雜制備方法，其特征在于，步驟七中所述納米金剛石薄膜的厚度為600nm～800nm。

7.根據權利要求1所述的一種納米金剛石過渡金屬色心的植晶摻雜制備方法，其特征在于，步驟八中所述高溫退火的加熱溫度為950℃，退火時間為1h。