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[发明专利]仿生自清洁多晶金刚石的制备方法-CN202310479229.7在审
发明人：刘康;范赛飞;张伟伟;刘本建;朱嘉琦;代兵 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-04-28 - 公布日： 2023-08-08 - 主分类号： C30B29/04 文献下载
摘要：仿生自清洁多晶金刚石的制备方法，本发明的目的是为了解决多晶金刚石表面易吸附粉尘的问题。制备方法：一、超声清洗多晶金刚石；二、金刚石放入化学气相沉积设备中；三、通入反应气体H2与O2，使金刚石表面温度保持在500～900℃之间进行氧刻蚀1～3h；四、通入Ar、N2与CH4，进行纳米金刚石的外延生长0.5～3h；五、通入H2，使金刚石表面温度保持在500～900℃之间进行氢刻蚀1～3h；六、关闭设备；七、滴入氟硅烷进行表面化学修饰。本发明采用三步法分别对金刚石进行氧刻蚀、外延生长和氢刻蚀，在多晶金刚石表面形成高比表面积的双重微纳结构，实现了多晶金刚石表面的超疏水，并且具有优异的自清洁功能。
仿生清洁多晶金刚石制备方法

[发明专利]带有嵌入式薄膜热电偶阵列聚晶金刚石刀具的制备方法-CN202310479246.0在审
发明人：张伟伟;范赛飞;刘康;刘本建;朱嘉琦;代兵 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-04-28 - 公布日： 2023-07-25 - 主分类号： B22F3/24 文献下载
摘要：带有嵌入式薄膜热电偶阵列聚晶金刚石刀具的制备方法，本发明的目的是为了解决针对聚晶金刚石刀具传统的接触式测温中热电偶距离刀尖太远难以获得精确瞬态温度值的问题。制备方法：一、在聚晶金刚石的碳化钨硬质合金层加工出多个浅槽；二、抛光；三、超声清洗；四、沉积第一SiO2绝缘层；五、采用掩膜或者光刻工艺暴露出阵列图案A；六、沉积热电偶材料A薄膜；七、采用掩膜或者光刻工艺暴露出阵列图案B；八、沉积热电偶材料B薄膜；九、胶连补偿线；十、沉积第二SiO2绝缘层；十一、焊接。本发明通过在聚晶金刚石刀具后刀面集成大量微型薄膜热电偶组成阵列，能够精准测量切削刃‑工件界面温度与热流分布，发现热应力集中点。
带有嵌入式薄膜热电偶阵列金刚石刀具制备方法

[发明专利]一种金刚石表面金属阵列外延生长获得局域增强色心发光的方法-CN202210673216.9有效
发明人：张森;刘康;刘本建;赵继文;李一村;郝晓斌;代兵;朱嘉琦;韩杰才 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-06-14 - 公布日： 2023-07-07 - 主分类号： C30B28/14 文献下载
摘要：一种金刚石表面金属阵列外延生长获得局域增强色心发光的方法，本发明是为了解决现有CVD制备金刚石内杂质原子浓度过高，色心转换效率过低的问题。金刚石表面金属阵列外延生长方法：一、清洗；二、采用光刻工艺在金刚石基底上沉积复合金属膜，复合金属膜呈间隔的条纹状；三、将带有复合金属膜的金刚石放入CVD生长舱体内，启动微波发生器，升高气压和功率，使金刚石表面温度达到700～1000℃，通入甲烷和掺杂元素气体，进行外延生长。本发明通过在金刚石表面沉积金属图案，通过CVD原位沉积横向外延生长，工艺流程简单，制备得到了高杂质转换率、高荧光强度色心的样品，从而有效提升色心的自旋相干性能。
一种金刚石表面金属阵列外延生长获得局域增强色心发光方法

[发明专利]一种金刚石电烙铁及其制备方法-CN202310479228.2在审
发明人：刘康;范赛飞;刘本建;朱嘉琦;代兵 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-04-28 - 公布日： 2023-06-30 - 主分类号： B23K3/02 文献下载
摘要：一种金刚石电烙铁及其制备方法，本发明要解决现有金属制烙铁头容易在高温下产生氧化、不沾锡、被酸性助焊剂腐蚀等问题。金刚石电烙铁的制备方法：一、将金刚石块件放置在激光切割机样品台上，用激光将金刚石块件切割成条状；二、再用激光将烙铁头基体的一端切割成多棱锥状，作为电烙铁头的接触端；三、使用磨床将烙铁头基体接触端的尖棱锥磨出圆角；四、在烙铁头基体表面镀上钛膜或钨膜，然后在惰性气氛下以600～900℃原位退火处理；五、将金属化后的烙铁头基体与热单元和外壳装配组装。本发明通过使用金刚石制备电烙铁头，使电烙铁头具有抗腐蚀抗氧化、导热快热效应高、超高硬度抗磨损、易沾锡、绝缘无电感、不损伤电子元器件等优点。
一种金刚石电烙铁及其制备方法

[发明专利]氧化物介质层改进的金刚石肖特基结界面的日盲紫外探测器及其制备方法-CN202211104765.0在审
发明人： 刘本建;朱嘉琦;刘康;代兵;韩杰才;赵继文;张森;郝晓斌 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-09-09 - 公布日： 2023-05-23 - 主分类号： H01L31/0352 文献下载
摘要：氧化物介质层改进的金刚石肖特基结界面的日盲紫外探测器及其制备方法，本发明要解决现有日盲紫外探测器件工作电压高、响应度低、可探测度低的问题。本发明日盲紫外探测器在掺硼金刚石衬底的上表面沉积有金刚石本征层，在掺硼金刚石衬底的下表面沉积金属膜层作为欧姆电极，在金刚石本征层的上表面沉积氧化物介质层，在氧化物介质层上沉积金属电极作为肖特基电极；其中氧化物介质层为TiO2、ZrO2、Al2O3或者SiO2等。本发明氧化物改进的金刚石肖特基结界面的金刚石肖特基结，具有较高的开启电压，施加紫外光照后，光线使得器件提前开启，从而获得很高的光电流响应。同时具有高的光电流响应与低的暗电流，保证了器件的高可探测度。
氧化物介质改进金刚石肖特基结界面紫外探测器及其制备方法

[发明专利]一种采用铟纳米粒子局域表面等离激元共振提升金刚石紫外探测性能的方法-CN202310058297.6在审
发明人：朱嘉琦;乔鹏飞;刘康;代兵;刘本建;张森 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-01-16 - 公布日： 2023-05-05 - 主分类号： H01L31/0224 文献下载
摘要：一种采用铟纳米粒子局域表面等离激元共振提升金刚石紫外探测性能的方法，本发明的目的是为了提高金刚石紫外探测器光谱的响应率。提升金刚石紫外探测性能的方法：一、将本征单晶金刚石浸于混合酸中加热，得到带有氧终端的金刚石；二、样品清洗；三、采用磁控溅射法依次在清洗后的金刚石表面溅射钛层和金层，形成叉指电极，退火处理得到欧姆接触的金刚石；四、在欧姆接触的金刚石的表面设置阳极氧化铝掩膜，通过热蒸发铟在欧姆接触的金刚石表面镀制铟纳米岛。本发明采用铟纳米粒子局域表面等离激元共振增强金刚石紫外探测光谱响应率，拓展了增强金刚石紫外探测性能的途径，使金刚石紫外探测器更加接近行业认可的“5S”标准。
一种采用纳米粒子局域表面离激元共振提升金刚石紫外探测性能方法

[发明专利]一种微波耦合光探测磁共振装置-CN202211543329.3在审
发明人：张森;朱嘉琦;刘康;刘本建;代兵;赵继文;李一村;郝晓斌;曹文鑫;杨磊;韩杰才 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-12-02 - 公布日： 2023-04-11 - 主分类号： G01R33/20 文献下载
摘要：一种微波耦合光探测磁共振装置，本发明针对金刚石中的NV色心量子态难以初始化、操控及读出以及NV色心光强变化检测等问题。本发明微波耦合光探测磁共振装置中光学系统连接单元包括成像激光器、激发激光器、准直转接件、光路室、镜头组件和相机，光路室内部设置有反射镜组、二相色镜、中部反射镜和一号半透半反镜，激光发射器发出激光经反射镜组的多次反射进入镜头组件，经过一号半透半反镜的一路分光进光谱仪，另一路分光进入计数单元，在计数单元中设置有单光子探测器和半透半反镜，微波信号施加到样品上。本发明微波耦合光探测磁共振装置设计多通道光路模式，实现光谱、光强、光像同时测量，具有光－微波脉冲调制、量子光源反聚束等功能。
一种微波耦合探测磁共振装置

[发明专利]一种用于钻石定制图案和电极的晶体内部图形化方法-CN202210422761.0有效
发明人： 刘本建;张森;朱嘉琦;刘康;代兵;李一村;郝晓斌;赵继文;文东岳;韩杰才 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-04-21 - 公布日： 2023-04-07 - 主分类号： C30B25/18 文献下载
摘要：一种用于钻石定制图案和电极的晶体内部图形化方法，本发明的目的是为了解决现有钻石内部难以定制图案和电极的问题。本发明晶体内部图形化方法如下：一、将选取所要制作于钻石晶体内部的图案转化为黑白模式，作为光刻机输入掩膜图形；二、将钻石衬底置于混酸溶液中超声清洗；三、采用光刻工艺以光刻胶作为掩模版，通过掩模在钻石表面沉积金属膜或非金属膜；四、将带有图案的钻石衬底置于等离子体化学气相沉积系统中，通入生长气体进行外延生长，得到带有定制图案的钻石。本发明利用化学气相沉积工艺再外延一层晶体，将图案覆盖于晶体内部能对图案实现很好的保护作用，满足钻石内部图案的定制需求。
一种用于钻石定制图案电极晶体内部图形方法

[发明专利]利用紫外光原位调控肖特基势垒高度的探测器及其制备方法-CN202211226842.X在审
发明人：张晓晖;刘康;刘本建;朱嘉琦;代兵;韩杰才 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-10-09 - 公布日： 2022-12-23 - 主分类号： H01L31/108 文献下载
摘要：利用紫外光原位调控肖特基势垒高度的探测器及其制备方法，本发明为了解决现有金刚石日盲紫外探测器的响应度和可探测度有待提高的问题。本发明利用紫外光原位调控肖特基势垒高度的探测器包括金刚石和叉指结构电极，在金刚石表面形成氧终端，带有氧终端金刚石的表面沉积叉指结构电极，叉指结构电极是由至少2个叉指电极形成叉指结构，且叉指结构电极的沉积厚度为5～10nm。采用光刻工艺在金刚石表面溅射沉积叉指结构电极。本发明采用厚度较薄的电极结构，利用半导体的光生伏特效应产生的光生电动势调控肖特基结的表面电势，实现更高更好的探测性能。本发明探测器相比传统器件的响应度和可探测度均提高了128％。
利用紫外光原位调控肖特基势垒高度探测器及其制备方法

[发明专利]一种金刚石微流道的制备方法-CN202211027028.5在审
发明人：朱嘉琦;文东岳;李一村;代兵;郝晓斌;赵继文;张森;刘本建 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-08-25 - 公布日： 2022-11-22 - 主分类号： B81C1/00 文献下载
摘要：一种金刚石微流道的制备方法，本发明的目的是为了解决金刚石微流道加工困难，封闭微流道引入其余材料进行键合，密封性不好的问题。制备方法：一、金刚石预处理；二、按照微流道图案进行光刻；三、采用磁控溅射工艺在金刚石表面镀铁膜；四、金属催化等离子体刻蚀；五、控制生长舱内甲烷体积含量为8％～10％，调整输入微波功率和反应舱气压，控制生长温度为950～980℃，使微流道横向生长；六、残余金属清洗。本发明金刚石微流道的制备方法中金属催化等离子体刻蚀工艺简单，刻蚀速度快，能够一次性同时刻蚀多条通道，对金刚石不产生烧蚀作用，金刚石原位横向生长闭合微流道，无需引入其余材料进行键合，密封性更好。
一种金刚石微流道制备方法

[发明专利]使用金属铁刻蚀高温高压金刚石制备定点浅层NV色心的方法-CN202210656914.8在审
发明人：张森;刘康;刘本建;赵继文;李一村;郝晓斌;代兵;朱嘉琦;韩杰才 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-06-10 - 公布日： 2022-09-20 - 主分类号： C01B32/26 文献下载
摘要：使用金属铁刻蚀高温高压金刚石制备定点浅层NV色心的方法，它为了解决现有制备金刚石内NV色心需要用到复杂的化学气相沉积气氛或大型粒子注入设备，且难以控制色心制备定位等问题。获得定点浅层NV色心的方法：一、清洗高温高压金刚石；二、在金刚石表面沉积铁薄膜，铁薄膜呈点阵排列；三、将带有铁薄膜的金刚石放入CVD生长舱体内，通入氢气，升高气压和功率进行刻蚀处理；四、将退火后的金刚石置入食人鱼溶液浸泡。本发明利用金属铁在等离子体环境下对高温高压金刚石进行刻蚀，在该过程中产生空位，并利用退火使得空位向下迁移并被替位氮原子捕获，由于刻蚀发生在金属薄膜与金刚石的界面处，因此产生的NV色心位于近表面处。
使用金属刻蚀高温高压金刚石制备定点 nv 色心方法

[发明专利]利用铁催化作用在本征金刚石表面制备欧姆接触的方法-CN202210258284.9在审
发明人：张晓晖;刘康;刘本建;张文超;朱嘉琦;代兵;韩杰才 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-03-16 - 公布日： 2022-06-14 - 主分类号： H01L21/285 文献下载
摘要：利用铁催化作用在本征金刚石表面制备欧姆接触的方法，本发明解决半导体器件在金属‑半导体接触处会产生较大的能量损耗等问题。制备欧姆接触的方法：在清洗后的金刚石上匀胶处理，再进行光刻处理，然后在光刻后的金刚石表面磁控溅射沉积Fe层，经过清洗去胶，将表面镀制有铁的金刚石置于石英管中密封，石英管内充有保护气体，然后转移至管式炉中，在800～950℃下退火处理，在本征金刚石表面制备欧姆接触。本发明通过控制退火温度和时间获得最小的接触电阻率，极大提高了导电性能，触点结合性能较好可以长时稳定的工作，由于Fe的存在引线难度降低易于表面形成机械稳定的接触，降低了表面整体石墨化的温度，简化了制备流程。
利用催化作用金刚石表面制备欧姆接触方法

[发明专利]基于金刚石肖特基二极管的高温工作的逻辑器件及其制备方法-CN202111361547.0在审
发明人：朱嘉琦;刘本建;刘康;代兵;张森;郝晓斌;文东岳;赵继文;乔鹏飞;张晓晖 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2021-11-17 - 公布日： 2022-02-18 - 主分类号： H01L29/16 文献下载
摘要：基于金刚石肖特基二极管的高温工作的逻辑器件及其制备方法，它要解决现有高集成度的电子元器件等由于发热导致电路不能正常工作的问题。本发明基于金刚石肖特基二极管的逻辑器件在金刚石衬底上沉积有掺硼或者掺磷金刚石层，在掺硼或者掺磷金刚石层表面上沉积有选择性生长金属掩膜和选择性同质外延生长层，选择性生长金属掩膜和选择性同质外延生长层位于掺硼或者掺磷金刚石层表面的两侧，选择性生长金属掩膜作为欧姆电极，在选择性同质外延生长层上沉积至少两个肖特基电极，欧姆电极作为信号输出端；欧姆电极通过导线连接负载电阻，在负载电阻的另一端施加偏置电压。本发明的金刚石逻辑与门在600K及以上高温正常工作，实现逻辑与门的功能。
基于金刚石肖特基二极管高温工作逻辑器件及其制备方法

[发明专利]采用氧化锌层改善性能的金刚石肖特基同位素电池及其制备方法-CN201910735205.7有效
发明人：朱嘉琦;刘本建;代兵;刘康;杨磊;韩杰才 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2019-08-09 - 公布日： 2021-06-29 - 主分类号： G21H1/06 文献下载
摘要：采用氧化锌层改善性能的金刚石肖特基同位素电池及其制备方法，本发明属于微能源领域，它为了解决现有同位素电池的短路电流、开路电压以及能量转换效率较低的问题。本发明采用氧化锌层改善性能的金刚石肖特基同位素电池包括放射源、电池肖特基电极、氧化锌层、本征金刚石层、掺硼p型金刚石层和电池欧姆电极，该金刚石肖特基同位素电池从上至下依次由放射源、电池肖特基电极、氧化锌层、本征金刚石层、掺硼p型金刚石层和电池欧姆电极形成叠层结构。本发明在本征金刚石层和肖特基电极之间插入一层氧化锌层，此氧化锌层能够阻挡空穴、同时传输电子，从而起到了减少电子空穴对复合的作用，进而提升能量转换效率。
采用氧化锌改善性能金刚石肖特基同位素电池及其制备方法

[发明专利]一种金纳米粒子修饰掺硼金刚石电极的制备方法及应用-CN201910932384.3有效
发明人：朱嘉琦;姚凯丽;代兵;谭小俊;杨磊;刘本建;张森;刘康;韩杰才 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2019-09-29 - 公布日： 2021-04-09 - 主分类号： C23C16/27 文献下载
摘要：一种金纳米粒子修饰掺硼金刚石电极的制备方法及应用，它涉及一种金修饰掺硼金刚石电极的制备方法及应用。本发明要解决其中一个问题是现有方法制备的掺硼金刚石在其表面修饰其他物质时，两者结合力较差，解决的另一个问题是掺硼金刚石电极材料的电化学检测灵敏度较低，现有修饰方法会阻碍掺硼金刚石材料本身电化学性能发挥。制备方法：一、硼源的制备；二、掺硼金刚石薄膜的制备；三、镀膜及退火。本发明用于金纳米粒子修饰掺硼金刚石电极的制备及应用。
一种纳米粒子修饰金刚石电极制备方法应用

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