[发明专利]一种调控硼碳氮薄膜中氮化硼晶体生长的方法

说明书

本发明涉及薄膜材料领域，提供了一种调控硼碳氮薄膜中氮化硼晶体生长的方法，包括以下步骤：(1)提供分布有金刚石籽晶的基底；(2)在基底的金刚石籽晶表面进行磁控溅射，得到含有氮化硼晶体的硼碳氮薄膜；所述步骤(2)中磁控溅射的靶材为含碳的氮化硼靶。本发明在金刚石籽晶预处理过的基底上生长硼碳氮薄膜，促进了薄膜中氮化硼纳米晶的生长，提高了硼碳氮薄膜的结晶度和薄膜中氮化硼的成分，为硼碳氮薄膜的生长提供了重要的实验依据，为硼碳氮薄膜在工业领域内的应用提供了新的方法。

技术领域

本发明涉及薄膜材料领域，尤其涉及一种调控硼碳氮薄膜中氮化硼晶体生长的方法。

背景技术

硼碳氮材料具有优异的力学和电学性能，而且硼碳氮材料结构和成分可调使其在光电器件及半导体领域具有很大的应用潜力。由于硼、碳和氮三者之间的化学势和成键的不同，使制备得到的的硼碳氮薄膜会发生相分离的情况，如石墨中包含氮化硼相，或者氮化硼中包裹着石墨相。因此，促进其中任何一种相的生长对调控硼碳氮薄膜的相成分、结构和性能都具有重要的意义。

制备硼碳氮薄膜的方法包括物理气相沉积法和化学气相沉积法，由于上述方法具有实验周期长，生长环境影响大，参数控制范围有限，使得通过改变上述方法的工艺参数难以调控薄膜结构成分，也难以调控硼碳氮薄膜中单一组相的生长。

发明内容

本发明提供了一种调控硼碳氮薄膜中氮化硼晶体生长的方法，本发明提供的方法能够有效促进硼碳氮薄膜中氮化硼晶体的生长。

本发明提供了一种调控硼碳氮薄膜中氮化硼晶体生长的方法，包括以下步骤：

(1)提供分布有金刚石籽晶的基底；

(2)在基底的金刚石籽晶表面进行磁控溅射，得到含有氮化硼晶体的硼碳氮薄膜；

所述步骤(2)中磁控溅射的靶材为含碳的氮化硼靶。

优选的，所述金刚石籽晶的粒度为10～50nm。

优选的，提供分布有金刚石籽晶的基底的方法包括：采用含有金刚石籽晶的砂纸抛光基底、在基底上刻蚀后分散金刚石籽晶或者将金刚石籽晶压制在基底上。

优选的，所述磁控溅射包括以下步骤：

(a)对磁控溅射腔室进行抽真空后加热基底，然后继续抽真空，再通入氩气至工作气压；

(b)施加基底负偏压，设置靶溅射功率并起辉，进行薄膜溅射，得到硼碳氮薄膜。

优选的，所述基底和靶材的距离为4～8cm。

优选的，所述氩气的气流量为50～100sccm，所述工作气压为1～3Pa。

优选的，所述薄膜溅射的功率为80～200W，薄膜溅射的时间为30min～3h。

优选的，所述步骤(a)中基底加热后的温度为25～800℃。

优选的，所述步骤(b)中基底负偏压为0～-200V。

本发明提供了一种调控硼碳氮薄膜中氮化硼晶体生长的方法，包括以下步骤：(1)提供分布有金刚石籽晶的基底；(2)在基底的金刚石籽晶表面进行磁控溅射，得到含有氮化硼晶体的硼碳氮薄膜；所述步骤(2)中磁控溅射的靶材为含碳的氮化硼靶。本发明在金刚石籽晶预处理过的基底上生长硼碳氮薄膜，金刚石籽晶作为立方氮化硼成核的良好起始界面，有效促进了薄膜中氮化硼纳米晶的生长，从而提高了硼碳氮薄膜的结晶度和薄膜中氮化硼的成分，对硼碳氮薄膜的生长提供了重要的实验依据，为硼碳氮薄膜在工业领域内的应用提供了新的方法。

附图说明

图1为本发明实施例1制备得到的硼碳氮薄膜的SEM图；

图2为本发明对比例1制备得到的硼碳氮薄膜的SEM图；